水工建筑物-第3讲-436502658教学文案

§5重力坝的应力分析目的:校核强度为材料分区，配筋等工程措施提供依据影响应力的因素:坝体轮廓尺寸荷载地基性质施工过程温度地震特性重力坝的应力分析方法模型试验理论分析材料力学弹性力学有限差分有限元原型观测重力坝的强度指标材料力学基本荷载组合:压应力安全系数>4.0特殊荷载组合1:压应力安全系数>3.5一般不能出现拉应力个别部位的抗拉安全系数>4.0地震荷载允许按照动强度进行设计有限元拉应力区范围材料力学计算结果的评价基本假定与实际有区别影响因素纵缝材料分区分期施工地基弹模纵缝的影响纵缝施工的重要性!材料分区材料不均匀分期施工加载时间效应地基弹模的影响空库 满库§6重力坝的材料:混凝土强度抗渗抗冻(耐久性)抗冲刷抗侵蚀低热抗裂混凝土的强度水灰比龄期：28d，90d，180d，360d养护条件：标准养护与实际不同通常：C10－C30（R)混凝土的抗渗性能水灰比、骨料级配、施工质量密实度W2－W12要求:抗冻性能,耐久性密实度、不透水性、抗拉强度，含气量F50－F300要求:严寒地区水位变动区非水位变动区寒冷地区温和地区抗侵蚀性与碱骨料反应多种侵蚀选用合适的抗侵蚀性水泥,添加粉煤灰、外加剂等碱骨料反应抗冲刷、空蚀和磨蚀密实性,耐磨性添加硅粉、钢纤维等采用特殊材料保护混凝土钢板辉绿岩铸石板环氧树脂等高分子材料抗裂性能低热水泥极限拉伸:75－85µε，甚至>100µε水工混凝土的基本数据弹模:20－30GPa线膨胀系数:10－5°C导热系数:9.63KJ/(m

h°C)比热:1.005KJ/(kg°C)导温系数:0.004m2/h混凝土的原料水泥掺和料粗骨料细骨料外加剂减水剂加气剂…重力坝混凝土分区的原则按照混凝土工作要求进行分区分区不宜过多同一浇筑块,强度等级的种类不宜超过两种,等级差不宜超过两级相邻混凝土差异不宜过大重力坝混凝土的分区裂缝的分类表面裂缝—由于表面混凝土温降收缩变形受到内部混凝土或下部老混凝土约束产生的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的;也有由于混凝土表面干缩而引起表面裂缝。

深层裂缝—由于表面裂缝继续向深处扩展的结果，一般是由于坝体后来继续温降受拉、或者在蓄水后受到水压荷载作用上游坝面产生竖向拉应力、再加上水力劈裂作用，使表面裂缝扩展为深层裂缝。

贯穿性裂缝—多发生在降温过程因混凝土收缩受到基岩约束的情况下。

温度裂缝的类型温度应力和温度控制坝体温度变化过程混凝土开裂的原因温度控制措施坝体温度变化过程Tp:入仓温度Tr:水化热温升Tmax:最高温度TrTpTmaxTf温升期 温降期 稳定期大体积混凝土温度裂缝的原因早期:温度上升

弹模低无应力有约束压应力＝E

T后期:温度下降

弹模高拉应力＝E’

T’总应力可能为拉应力温度应力与约束有关温度应力与温度变化过程有关表面裂缝多发的原因早期:表面温升小

混凝土强度低受环境影响表面温度变化大混凝土表面干缩也是重要因素温度控制TrTpTmaxTf温升期 温降期 稳定期入仓温度;水化热温升;环境温度入仓温度控制原料温度对骨料堆积场地搭凉棚预冷骨料加冰拌和运输：隔热保温仓面控制：凉棚防晒或喷雾养护尽量选在阴天、夜间或低温天气浇筑;水化热温升控制掺用粉煤灰减少水泥用量加大骨料粒径、改善级配和埋设块石等减少水泥用量采用低热水泥采用冷却水管进行初期冷却减小浇筑层厚度，利用仓面天然散热，可以有效地减小水化热温升;环境温度控制养护:防止干缩，温度突变蓄水保温措施施工期临时保温永久保温温度简易控制标准基础容许温差上下层容许温差内外容许温差表面温度控制基础允许温差最高温度与稳定温度的差值应分析论证情况:1)结构尺寸高长比小于0.52)在基础约束区范围内长期停歇或过水的浇筑块3)基岩变形模量和混凝土弹性模量相差较大者上、下层温差龄期超过28d的老混凝土面上、下层各l/4范围内、上层新浇混凝土最高平均温度与其开始浇筑时的下层平均温度之差建议不超过15～20oC,当浇筑块长度较大、或长期暴露时,应取小值。

表面温度控制温度骤降是引起混凝土表面裂缝的主要