冻融循环作用对混凝土大坝影响的有限元分析

发布时间：2024-05-27 01:11

　　我国北方气候的交替变换易使混凝土大坝发生冻融循环破坏,冻融破坏是高寒地区混凝土大坝失效的主要原因之一。为探究冻融循环作用对混凝土大坝的影响,以吉林省吉林市丰满混凝土大坝为例,应用有限元分析软件Ansys模拟丰满大坝冻融循环过程,对温度场和热应力场进行耦合分析。以丰满大坝所处环境的关键月份温度作为初始条件,对二维模型进行有限元热力耦合分析,得出关键月份的温度场及对应的热应力场分布。结果表明,在丰满大坝的下游面所承受的最大热应力已经远超过混凝土本身的抗拉强度。

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【部分图文】：

图2温度及其应力场分布计算模型图

对丰满大坝发生冻融现象进行分析，对第14段进行研究，建立模型，通过有限元分析得出相关数据。模拟大坝温度场计算的初始边界条件：沿着坝体垂直方向，混凝土的热力学特性分布一致，该假定对大坝模型的建立可以采取二维模型进行分析。图2所示为本次研究建立的计算温度场和热应力分析基本计算模型。图....

图31980-1981年丰满地区温度曲线图

为对混凝土大坝因冻融导致的应力场变化进行分析，需要按照季节变化的温度情况作为初始条件，按照统计资料进行计算[6]。如图3所示为丰满地区1980-1981年相应24个月内的温度变化曲线。（三）大坝二维热传导分析。

图4典型月份大坝温度场分布

对有限元单元进行积分运算，根据需要查找相关材料基本参数，如表2所示。通过对有限元模型进行计算，得到了所需要的温度场分布图，图4为一月份和九月份大坝整体的温度场变化分布图。根据图4所示最寒冷的一月份和最炎热的九月份的大坝温度分布图，可以看出环境温度和水库存水温度的变化对大坝的温度影....

图5典型节点的第一主应力随时间变化图

通过以上分析，可以得到利用有限元计算应力场的计算原理，通过施加初始条件，计算得到前面列举出的几个关键点的第一主应力随时间变化的曲线。图5所示为所建立模型所计算的在一月份和九月份大坝的第一主应力分布情况。通过以上分析过程，研究得到了丰满水坝14段的温度场和应力场的模拟计算结果，根据....

本文编号：3982559