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施工期船闸闸室热-结构耦合及裂缝数值模拟研究
| 论文题名： | 施工期船闸闸室热-结构耦合及裂缝数值模拟研究 |
| 关键词： | 通航建筑;船闸施工;混凝土浇筑;热构耦合 |
| 摘要： | 在水工建筑物病害中，裂缝的存在是不可忽视的，它不仅是最主要的病害，更是最普遍的。在对船闸闸室混凝土裂缝进行研究时，首先应从源头着手，了解在开裂区域其裂缝的形成机理以及造成的各种危害，然后再提出有效且便于实施的裂缝防治措施，从而确保船闸的正常运作，将损失降至最低，这对船闸的整体安全和后期维护都具有十分重要的意义。本文以某三线船闸整体坞式闸室结构为原型，采用ANSYS有限元软件模拟闸室施工期的浇筑过程，结合热-结构耦合理论，对闸室结构的温度场以及应力场做了较为系统的分析。其中不同初始浇筑温度和是否采取保温措施两种不同影响因子对结构温度场和应力场的影响进行了重点分析研究。最后依据工程实测资料以及模型数值分析结果，对施工期温度裂缝的成因及影响因素做了详细剖析。 本研究主要内容包括：⑴通过阅读大量文献，综述了国内外大体积混凝土裂缝的主要研究成果，阐述了温度场、应力场的有限单元法以及热-结构耦合理论。结合工程施工实际情况，排除了因施工工艺以及底板不均匀沉降导致施工期裂缝发生的可能性，借鉴以往专家学者的研究成果，提出本课题研究的主要内容以及研究方法。⑵在数值模拟整个闸墙浇筑过程中，着重分析了不同浇筑温度和施加保温措施，以及不同墙身厚度对闸室温度场和温度应力分布的影响，并总结一般规律。通过计算分析，指出闸室墙身裂缝的多发部位，并与工程实测资料中描述的裂缝位置作比较，验证模型计算的正确性。⑶运用ANSYS对闸室墙身结构进行热-结构耦合分析，确定温度应力是导致闸室施工期结构出现裂缝的主要因素。同时发现降低初始浇筑温度和采取保温措施均能有效削减温度应力，也是控制温度裂缝的有效手段。⑷针对船闸结构裂缝产生的主要原因，提出了行之有效的预防措施和补救方法。为船闸或大体积混凝土工程的施工提供借鉴。 |
| 作者： | 吴问满 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 杨斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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