导图社区 岩基上的重力坝5-7
介绍了多种应力分析的方法,如模型试验法、材料力学法、弹性理论的解析法、差分法和有限元法。讨论了坝体段作为固结于地基上的悬臂梁的特点,并指出在分析时不考虑地基变形对坝体应力的影响,且假设各坝段独立工作。同时,强调了横缝不传力的特点。提供了多个用于计算应力和力的公式,这些公式对于实际工程中的计算和分析具有重要的指导意义。
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岩基上的重力坝4-7
重力坝的应力分析
应力分析方法综述
模型试验法
材料力学法
弹性理论的解析法
弹性理论的差分法
弹性理论的有限元法
基本假定
坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料
坝体段为固结与地基上的悬臂梁,不考虑地基变形对坝体应力的影响,并认为各坝段独立工作,横缝不传力
假定坝体水平截面上的正应力按直线分布,不考虑廊道等对坝体应力的影响。
边缘应力的计算
水平截面上的正应力
上下游边缘应力
剪应力
水平正应力
主应力
内部应力计算
坝体水平截面上的正应力
坝体水平截面上的剪应力
坝内水平正应力
坝内主应力
考虑扬压力时的应力计算
求解边缘应力
求解坝内应力
强度指标
坝基面的正应力
运用期:
施工期:
坝体应力
子主题
重力坝坝体应力应该符合下列要求:
坝体上游铅直应力不应该出现拉应力
坝体最大主应力不应该大于混凝土允许压应力。
在地震作用下,坝体上游面的应力控制标准应符合SL-203-97的要求
关于坝体局部区域拉应力的规定
宽缝重力坝离上游面较远的局部区域,允许出现拉应力,但不应超过混凝土的允许拉应力
当溢流堰堰顶部位出现拉应力时应该配置钢筋
廊道及其他孔洞周边的拉应力区域,易配置钢筋,有论证时可少配或不配钢筋
施工期
坝体任何截面上的压应力不应大于混凝土允许压应力
在坝体的下游面,允许有不大于0.2MPa的主拉应力
各种因素对坝体应力的影响
地基变形模量对坝体应力的影响
坝体混凝土分区对坝体应力的影响:坝体内外弹性模量不同,对坝体应力分布有一定影响。坝体外部弹性模量越高,进坝踵处越容易产生拉应力
纵缝对坝体应力的影响
上游铅直时纵缝对应力分布没影响
上游面为正坡时,坝踵合成铅直正应力减小,甚至产生拉应力
上游面为倒坡时,坝踵铅直压应力增大,对坝体强度有利
分期施工对坝体应力的影响,考虑或者不考虑分期施工的应力分布情况将有较大差别
温度变化及施工过程对坝体的影响:温度变化对重力坝的位移和应力均有较大影响。坝体裂缝多由温度应力引起的,但目前在重力坝计算中一般不考虑温度作用
重力坝的温度,应力,温度控制和裂缝防止
坝体温度变化
第一阶段为上升期。
第二阶段为降温期,靠近坝体表面,由于水化散热一较快,该部位的温度较早的达到稳定温度。坝体内部由于水化热不断散发温度下降。需要较长时间才能达到稳定。
第三阶段为稳定期。
施工期的温度应力:施工期的温度应力包括地基约束引起的应力和内外温差引起的应力。
地基约束引起的应力:设靠近基岩的混凝土入仓温度为tj,最大温度为tr,在温生过程中浇筑快,底部受基岩约束不能自由膨胀将承受水平压应力,由于混凝土浇筑初期弹性模量较低,因而压应力不高。同样新胶混凝土受老混凝土约束也将产生温度应力。
内外温差引起的应力:混凝土块在浇筑初期,由于表面温度降低,在快体内外形成的温度差将使外部收缩受拉而内部受压。当拉应力超过材料的抗拉强度时将产生表面裂缝。施工期坝体温度取决于混凝土入仓时的浇筑温度和水化热升温。
重力坝的温度裂缝和温控措施
裂缝的分类
贯穿性裂缝:横向贯穿性裂缝会导致漏水和防渗侵蚀性破坏。纵向贯穿性裂缝会破坏坝体的整体性水平相贯穿性裂缝会降低大坝的抗剪强度,横向和纵向贯穿性裂缝多发生在降温过程中因混凝土收缩受到基岩约束的情况。
表面裂缝
温度控制的目的:一是防止由于混凝土升温过高,内外温差过大及气温骤降产生各种温度裂缝。二是为了做好接缝灌浆,满足结构受力要求,提高施工工效,简化施工工序等提供依据。
温度控制的标准
地基容许温差
上、下层容许温差建议不超过十五到二十摄氏度
内、外容许温差一般不超过二十到二十五摄氏度
温度控制的措施
降低混凝土浇筑温度
减少混凝土水化热温升
加强对混凝土表面的养护和保护
重力坝的剖面设计
剖面设计原则:满足稳定和强度要求,工程量小,运用方便、优选体型、 便于施工
基本剖面:重力坝的基本剖面是指坝体在自重,静水压力和三项主扬压力要荷载作用下,满足稳定和强度要求,并使工程量最小的三角形剖面
实用剖面
坝顶宽度:一 般取坝高的8%~10%且不小于2米
坝顶高程:坝顶应高于校核洪水位,坝顶上有防浪墙的高层应高于波浪顶高程