响洪甸水库大坝坝体保温后应力变化分析

1.4大体积混凝土温度应力与温度控制¾简要信息【获奖类型】理论特等奖【任务来源】从1955年开始，结合梅山、响洪甸、新安江、古田、刘家峡、小湾、三峡等数十座混凝土坝设计与施工的实践进行研究【课题起止时间1995年～2012年【完成单位】中国水利水电科学研究院【主要完成人】朱伯芳¾立项背景本书作者1951～1957年参加我国第一批三座混凝土坝（佛子岺坝、梅山坝、响洪甸坝）的设计和施工，这些工程根据当时国外文献的介绍，都采取了与国外类似的水管冷却等温控防裂措施，但实际上都产生了裂缝。

使作者认识到温控防裂是混凝土坝建设中的一个比较复杂、值得深入研究的课题。

1957年底作者被调到中国水利水电科学研究院，分工担任混凝土高坝研究。

当时已进入水利水电建设的高潮，三门峡、新安江、古田、刘家峡等数十座混凝土坝进行建设，温控防裂是这些工程中共同存在的一个重要技术课题。

本书作者密切结合这些混凝土高坝建设，对大体积混凝土的温度应力和温度控制进行系统的、长期不懈的研究，先后发表关于本课题的论文40余篇，建立了比较完整的理论体系，提出了合理的技术措施。

¾详细科学技术内容本书在全世界首次建立了大体积混凝土结构温度应力和温度控制较完整的理论体系，包括下列几方面：（1）混凝土结构形式和材料性质的优选，以利于防裂；（2）混凝土温度场的计算方法；（3）重力坝、拱坝、水闸、浇筑块、弹性地基梁等各种大体积混凝土结构温度徐变应力的计算方法和变化规律；（4）控制温度防止裂缝的技术措施，包括水管冷却、预冷混凝土、表面保护、分缝分块、氧化镁混凝土等及其降温防裂效果的计算方法；（5）混凝土温度控制准则和允许温差；（6）混凝土坝仿真计算，可考虑分层浇筑、分区冷却、分区灌浆等十分复杂的施工过程和当地气候条件，计算混凝土坝从施工期到运行期的温度场和应力场的演变过程及各种温控措施的效果。

¾ 发明及创新点（1）大体积混凝土温度应力和温度控制的理论体系本书在全世界首次建立了大体积混凝土温度应力和温度控制完整的理论体系，可有效防止混凝土裂缝，这一理论体系整体上是一项重要的创新。

文章编号:1007-2284(2011)06-0110-03坝体土体和防渗墙模量变化对防渗墙应力变形的敏感性分析马晓华1,2,梁国钱1,郑敏生1,徐长节2,牟儒2(1.浙江省水利河口研究院浙江省水利防灾减灾重点实验室,杭州310020;2.浙江大学软土与环境工程教育部重点实验室,杭州310027)摘要:结合某水库的除险加固工程,建立二维有限元模型对采用低弹模混凝土防渗墙的某土石坝进行了数值模拟。

分析计算按加固过程中的施工进度模拟,同时利用adina中多孔介质材料属性,考虑了坝体中渗流作用对防渗墙应力变形的影响。

接触面单元考虑到在防渗墙的实际施工中需要泥浆护壁,采用Go odman修正单元。

为分析坝体土体和墙体材料的弹性模量对墙体应力和变形的影响,研究了正常水位下防渗墙的应力和变形随坝体土体和防渗墙弹性模量变化而变化的规律性。

计算结果表明:当防渗墙的弹模小于5000M Pa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化不敏感,当防渗墙的弹模大于5000M Pa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化敏感;最大水平位移随着防渗墙模量的增大变化不大,对防渗墙模量的变化不敏感;防渗墙墙体应力和变形对坝体土体弹性模量的变化不敏感。

关键词:土石坝;低弹模;防渗墙中图分类号:T V543文献标识码:AS ensitivity Analysis of the Cutoff Wall Stress and Deformation of theModulus Variation on the Dams and the C utoff WallsMA Xiao O hua1,2,LIANG Guo O qian1,ZHENG Min O sheng1,XU C hang O jie2,MOU Ru2(1.Key L aborato ry of Disaster Pr evention and Reduction,Zhejiang Institute of H ydraulics and Estuar y,Hang zhou310020,China;2.M O E Key Labor ator y o f Soft Soils and Geo env iro nmental Eng ineering,Zhejiang U niversity,Hangzhou310027,China) Abstract:In this paper,a2O D finit e element mo del is established,and the stress and deformat ion o f the ea rth O ro ck dam cuto ff w all u-sing lo w elast ic modulus concrete is calculated.I n o rder to analyze the inf luence o f the modulus var iatio n of the dam and the cuto ff wall o n the stress and defor matio n of the earth O ro ck dam cutoff w all,w e study the v ariation law of the str ess and deformat ion of the ea rth O ro ck dam cuto ff wall by t he mo dulus var iatio n o f the dam and the cut off w all.T he effect of the seepag e o f dams on the stress and defo rmation of the earth O ro ck dam cuto ff wall is co nsidered.F or t he stress of the ear th O rock dam cutoff wa ll,when t he value o f elastic modulus is less than5000M P a,the stress of the cutoff w all is no t sensitiv e to var iatio ns in the elastic modulus of the cuto ff wall.When the v alue o f elastic modulus is lar ger than5000M Pa,the stress of the cutoff wall is sensit ive to var iations in the elast ic modulus o f the cuto ff w all.Fo r the defo rmation o f the ear th O rock dam cutoff w all,the max imum hor izontal displacement is not sens-i t ive to var iatio ns in the elastic modulus of the cutoff wall.M eanwhile,the str ess and defor mation of t he earth O ro ck dam cuto ff w all is no t sensitive to v ariat ions in the elastic modulus o f the so il of dam.Key words:ear th O ro ck dam;low elastic modulus;concrete cut off w all收稿日期:2010-12-29基金项目:浙江省重大科技专项资助项目(2008C13040O2);浙江省水利科技计划资助项目(RA0901)。

朱伯芳朱伯芳，1951年毕业于上海交通大学土木系。

历任安徽省佛子岭、梅山水库工程指挥部工程技术科技术员，水利部治淮委员会设计院水工室组长、工程师，水利电力部水利水电科学研究院结构材料所高级工程师，华北水利水电学院教授。

参加了佛子岭、梅山水库连拱坝及响洪甸水库拱坝的设计工作。

在混凝土温度应力、徐变理论、有限元方法、新坝型、坝工优化设计等方面的研究成果，已在新安江、刘家峡、李家峡等水利工程中得到应用。

水工混凝土温度应力的研究成果，1982年获国家自然科学奖三等奖，出版多部著作。

人物简介朱伯芳，著名水工结构和固体力学专家，中国工程院院士。

我国混凝土温度徐变应力、拱坝优化及混凝土坝仿真的创建者和奠基人。

提出非均质弹性徐变体两个基本定理及有限元徐变应力隐式解法。

提出了库水温度、温度荷载及重力坝、拱坝、船坞、水闸、浇筑块等一系列水工结构温度徐变应力计算方法，建立了混凝土温度应力和温度控制较完整的理论体系，提出了结束“无坝不裂”历史的策略和技术，并已在部分工程实现。

提出了拱坝优化数学模型和求解方法，用优化方法设计的拱坝已建成170余座，可节约10%~30%。

提出了混凝土坝仿真的一整套计算方法。

提出的各种计算方法和设计准则获广泛应用，纳入我国重力坝、拱坝等设计规范的即有14种。

人物资料1928年10月17日出生于江西省余江县。

1948年-1951年交通大学土木工程系学习。

1951年-1956年参加治淮工程，先后参加了安徽佛子岭、梅山、响洪甸三水库的设计，任技术员、工程师、坝工组长。

1957年-1969年水利电力部水利水电科学研究院结构材料研究所任工程师、组长，从事混凝土高坝研究，在中国开辟了混凝土温度应力、混凝土徐变理论等新的研究领域。

1969年-1978年水利电力部第十一工程局勘测设计研究大队任工程师、课题组长，从七十年代初开始，积极推广有限单元法；从1976年开始，开辟了拱坝优化这一新的研究领域。

1978年--至今中国水利水电科学研究院教授级高级工程师、博士生导师、研究室主任、兼任水利部和国务院南水北调办公室科学技术委员会委员，1984年被授与首批国家级有突出贡献科技专家称号，1995年当选为中国工程院院士，第八、九届全国政协委员。