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水闸是平原地区常见的水工建筑物,根据工程实例可知,闸墩部位易出现裂缝的问题,水闸闸墩裂缝的产生主要由于墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束引起,且各种原因都有一系列的影响因素。该问题长期以来困扰着工程设计人员,且一直未能得到很好的解决。闸墩裂缝的出现给水闸工程带来了多方面不同程度的危害,因此也越来越受到学术界的重视。闸墩混凝土在施工期由于水泥水化热作用,温度应力在应力中占有较大比重,是混凝土结构裂缝产生的重要原因之一;且水闸在水工结构工程中属薄壁结构,与大坝等大体积混凝土相比,薄壁结构混凝土的表面积与体积之比要大得多,水分散发速度和散发量相对快和大,干缩变形突出。综上可知,对闸墩混凝土结构在温湿度条件下的力学行为展开一项专门研究是非常有必要的。本文就水闸中常见的裂缝问题进行了较深入的研究。分析了闸墩混凝土结构在温湿度条件下的力学行为及裂缝成因;考虑水闸闸墩混凝土在施工期弹性模量、徐变度随时间的变化以及外界气温变化,针对施工期间可能发生的较为不利的寒潮等情况,分别进行了闸墩温度场和温度应力的全过程耦合仿真分析。考虑闸墩施工过程中的外界湿度条件,模拟闸墩实际施工过程中的湿度场分布情况,对施工期闸墩干缩应力进行全过程仿真分析。利用温湿耦合方法,实现了对闸墩温度干缩应力的模拟,对温湿耦合条件下的闸墩结构力学行为进行深入研究,并根据模拟结果对水闸防裂设计和施工提出了一些建议。