大体积混凝土在水利水电工程建设中占有十分重要的地位,但其在施工运行期间,由于温度的变化会产生较大的拉应力,使得结构出现裂缝,从而破坏结构整体性和耐久性。尤其在我国东北地区、西北地区,由于冬季寒冷、气温年变幅大,使得该类地区的大坝温控防裂更为复杂。因此,有必要系统全面的分析相关因素对东北寒区大坝坝体内部温度场、应力场的影响情况,为以后类似工程提供借鉴和参考。本文以东北寒区某碾压混凝土重力坝为例,利用ANSYS软件建立其挡水坝段有限元模型,模拟大坝在整个施工浇筑期间的温度场、应力场变化情况,主要内容概括如下:(1)根据工程实际资料,确定材料主要参数、施工进度、外界条件等基本信息,利用ANSYS APDL编制大坝典型坝段(挡水坝段)三维有限元仿真模型。(2)在考虑重力、外界气温、混凝土水化热等因素的基础上,研究坝体在浇筑过程中温度及应力的分布规律。(3)分析不同升层高度、不同浇筑及间隔时间、不同浇筑温度下的坝体温度场、应力场云图及数据,研究大坝在施工期间,升层高度、浇筑及间隔时间、浇筑温度对坝体内温度场、应力场的影响。在上述工况下,施工期浇筑全过程的仿真结果可以得出如下结论:(1)施工期阶段,随着坝体浇筑的进行,坝体内部出现不同的温度区域,总体上受浇筑混凝土的水化热作用,显示出“内高外低”的温度分布,同时随着坝体高度的增加,内部的高温区域不断变化。坝体表面温度主要受外界气温制约,同时浇筑面上的温度分布在一定程度上也受混凝土入仓温度的影响。(2)适当控制浇筑温度能够降低坝体内的最高温度,且控制浇筑温度与自然浇筑温度的差值越大,最高温度的降低幅度越大。就同一控制温度而言,随着浇筑的进行,混凝土方量的累加,浇筑温度对最高温度的影响愈发不明显。浇筑温度对坝体内的最大拉应力值有一定程度上的影响,浇筑温度越低,坝体内部的最大拉应力越小,浇筑温度对拉应力的影响程度小于对压应力的影响。(3)浇筑温度、浇筑及间歇时间与升层高度对坝体内温度、拉应力具有一定程度影响。适当控制浇筑温度、扩大浇筑及间歇时间、减小升层高度能够有效降低坝体内的最高温度,减小温度梯度,降低坝体内的拉应力。(4)碾压混凝土坝的高应力区与高温区、高温升区、强约束区相对应。合理安排施工进度,控制浇筑月份,使工程尽可能在低温月份浇筑,可有效降低坝体内部的最大拉应力值。(5)采用越冬保温措施,能够有效减少主应力的数值,但是由于东北寒区,冬季气温偏低,年变幅较大,在越冬面仍会产生较大的拉应力增量。