长沙拱坝外掺氧化镁（MgO）补偿效应分析及其裂缝成因探讨.pdf

摘 要 本文在对通用软件ANSYS二次开发的基础上，将试验得到的氧化镁混凝土的微膨 胀模型耦合进ANSYS的温度场和温度应力计算中，分别对长沙拱坝有无掺氧化镁的情 况进行仿真计算分析，探讨长沙拱坝坝体外掺入氧化镁后，氧化镁(MgO)砼的微膨胀 作用对坝体拉应力的补偿效应。最后结合掺氧化镁混凝土的抗拉强度试验曲线，根据数 值模拟结果，对长沙拱坝的裂缝成因进行了初步分析。 研究中考虑了坝体砼的弹模随时间变化、砼徐变、环境温度、外掺氧化镁(严格按 不同氧化镁掺量的分区)等因素的影响，氧化镁砼的膨胀期按三年计，从施工期仿真计 算到运行期，并将计算结果与有关实测结果进行了比较，二者取得了较好的一致。研究 表明，在施工期坝体的温度较高，坝中面到上下游坝面的温度分布呈递减趋势，且坝面 的温度变化梯度比坝体内部大，浇筑块的最高温升一般比入仓温度高2loc左右。坝体 的最高温升或峰值一般出现在入仓温度高的新浇筑块，坝体温度的最高温升为420C。 上游面在施工期出现较小的拉应力，下游坝面在施工期出现了较大的拉应力。同时，氧 化镁(MgO)砼对于坝体应力的补偿效果是明显的。氧化镁(MgO)的补偿作用达到了消 除原本可能出现的坝体过大拉应力的目的。氧化镁(Mgo)砼在受拉部位或受拉状态下 补偿效果明显。研究还表明，应力的补偿是随着氧化镁(MgO)的变形量而改变的，在 早期基本上没有作用，在后期逐渐加大，但并不反映为一个定值，而是与该点的应力状 态、温度、龄期等诸多因素有关。最后对下游面高程210m附近的拱端裂缝和拱冠附近 的裂缝成因初步分析表明，是由于施工期过大的温度应力引起的。本文研究将对加深氧 化镁(MgO)筑坝技术的认识，促进氧化镁(M90)混凝土在拱坝筑坝技术的运用起一定 的推动作用。 关键词：氧化镁(MgO)混凝土，长沙拱坝；温度场；温度应力；裂缝 ————————————————————翌!i堕兰三堡堡主鲎焦堕壅—— ABSTRACT This isconcemedwiththe paper effectofthe compensation micro．inflationof M90 concreteondam’Stensile stress．Themodelof themicro-inflationof concreteobtained MgO is tothecalculations byexperiment of fieldand coupled stress temperature bv temperature mearlsofsoftwareof ANSYS．Simulationsarecarriedoutfor two dams，oneismadeof concreteaddedacertainamountof incertain theother MgO location，andismadeof