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碾压混凝土重力坝温度应力分析

摘要：碾压混凝土重力坝是大型水利工程中常见的一种重要结构形式。在坝体施工过程中，由于环境条件和材料性能影响，温度变化引起的热应力会对坝体结构产生影响。本文以某示范性水利工程的碾压混凝土坝为例，通过建立温度场和应力场的数值模型，分析了温度应力对坝体的影响及其变化规律，并提出了相应的控制措施。

1.引言

碾压混凝土重力坝具有结构简单、建造便捷、抗震性能好等优点，在水利工程中得到了广泛应用。然而，由于环境温度变化等因素的影响，坝体的温度会发生变化，从而产生热应力。热应力对坝体结构有一定的影响，因此对碾压混凝土重力坝的温度应力进行分析具有重要意义。

2.碾压混凝土重力坝的温度变化及其影响

碾压混凝土重力坝在施工过程中，会受到外界环境温度的影响，从而引起坝体温度的变化。正常情况下，坝体内部的温度分布会呈现出柱状或螺旋状的分布规律。温度的变化会引起混凝土的线热应力和面热应力，进而对坝体结构产生影响。特别是在高温季节，坝体内部的温度急剧升高，热应力会达到较高水平，对坝体的稳定性构成一定的威胁。

3.温度应力的数值模拟

为了分析碾压混凝土重力坝温度应力的变化规律，需要建立相应的数值模型。首先，通过考虑外界环境温度和材料导热系数等参数，建立坝体温度场的有限元模型。然后，根据材料力学性质和坝体结构的几何形状，建立应力场的有限元模型。通过在计算机上进行数值计算，得到了不同温度下的温度场和应力场。结果显示，在高温季节，坝体内部产生的温度应力较大，对坝体稳定性产生一定的不利影响。此外，在温度场和应力场的变化过程中，温度应力的分布呈现出非线性变化的趋势。

4.温度应力的控制措施

为了控制温度应力对碾压混凝土重力坝的影响，可以采取以下措施：

（1）合理控制混凝土浇筑的温度；

（2）采取降温措施，如利用喷淋降温等方法；

（3）通过增加混凝土的抗温性能，减小热应力的产生；

（4）合理设计坝体结构，降低热应力的传递。

5.结论

通过对某示范性水利工程的碾压混凝土重力坝进行温度应力分析，得出了以下结论：

（1）温度变化会引起温度应力的产生，对坝体结构稳定性产生影响；

（2）温度应力的分布呈现出非线性变化的趋势；

（3）通过合理控制混凝土浇筑的温度、采取降温措施、增加混凝土的抗温性能和合理设计坝体结构，可以有效减小温度应力的产生。

综合上述分析，温度应力对碾压混凝土重力坝的稳定性具有重要影响。在高温季节，坝体内部产生的温度应力较大，可能导致坝体结构的损伤和破坏。为了控制温度应力的影响，可以采取合理措施，如控制混凝土浇筑温度、采取降温措施、增加混凝土的抗温性能和合理设计坝体结构。通过这些措施，可以有效减小温度应力的产生，提高碾压混凝土重力坝的稳

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