碾压混凝土坝异弹模情况下温度场、应力场的有限元分析

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碾压混凝土筑坝技术是对传统筑坝方式的一大革新,由此而引起的坝体结构受力特点的变化是值得研究的新问题,对于碾压混凝土坝的温度场和应力场则须深入研究。由于碾压混凝土坝是分层碾压施工的,因此坝体结构具有成层性特点。为了分析结构成层性特点对坝体力学、热学性能的影响,本文视碾压混凝土坝体为各向异性体,根据广义虎克定律推导了碾压混凝土的本构方程和弹性矩阵,并计算和分析了不同程度的热、力学特性各向异性条件下坝体的应力分布和变化。为了分析碾压混凝土坝温度场和应力场的分布、变化规律,本文编制了二维有限元温度场和应力场程序,并以龙滩碾压混凝土重力坝为算例,模拟施工过程,计算、分析了施工期的温度场和温度应力场,以及运行期的稳定温度场和可能出现的最大应力场,为碾压混凝上坝的设计、施工提供依据和参考。在计算中考虑了混凝土分层浇筑和外界气温、浇筑温度、层间间隔、施工间歇期、混凝土的弹模、徐变、水化热的变化及材料分区和自重等因素对坝体温度场和应力场的影响。本文所编程序具有网格自动生成和一定的后处理功能,算例分析表明程序是正确的,计算是可靠的。
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