混凝土坝体临时面应力分析方法技术

本发明专利技术提供了一种混凝土坝体临时面应力分析方法，涉及水利水电工程技术领域，本发明专利技术提供的混凝土坝体临时面应力分析方法，包括：确定坝体表面的预设保温状态；确定表面散热系数；根据表面散热系数计算混凝土温场，并根据混凝土温场模拟计算温差产生的温度应力；判断坝体安全状况，并对坝体表面保温措施进行调整，本发明专利技术提供的混凝土坝体临时面应力分析方法缓解了现有技术中坝体表面保温状态的施工缺乏合理依据的技术问题。

Stress Analysis Method for Temporary Surface of Concrete Dam

【技术实现步骤摘要】
混凝土坝体临时面应力分析方法
本专利技术涉及水利水电工程
，尤其是涉及一种混凝土坝体临时面应力分析方法。
技术介绍
因局部温差而产生裂缝是混凝土坝常见质量问题，常规的温控防裂方法包括：降低浇筑温度、通水冷却和表面保温等措施。因此混凝土表面的保温状态对坝体表面的开裂状况具有较大影响，然而由于备仓等原因，冬季浇筑的坝体仓面施工间歇期的保温措施难免被揭开，并且为了降低生产成本坝体表面应力求使用低成本保温设施，由此在寒潮期间因环境降温将导致坝体表面开裂问题。由于缺乏保温状态的合理规划，混凝土坝体施工时，通常采用在坝体表面进行保温预处理的方式，当发现坝体表面出现开裂则加强保温措施，由此在施工期间存在较大试错成本，且因坝体表面开裂影响了坝体施工质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混凝土坝体临时面应力分析方法，以缓解现有技术中坝体表面保温状态的施工缺乏合理依据的技术问题。第一方面，本专利技术提供的混凝土坝体临时面应力分析方法，包括：确定坝体表面的预设保温状态；确定表面散热系数；根据表面散热系数计算混凝土温场，并根据混凝土温场模拟计算温差产生的温度应力；判断坝体安全状况，并对坝体表面保温措施进行调整。结合第一方面，本专利技术提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述确定坝体表面的预设保温状态的步骤包括：依据坝体表面状态，将坝体表面划分为如下种类：GK1：铺设湿润状态的保温被；GK2：保温被铺设不良；GK3：铺设下部有积水的保温被；坝体表面无保温被。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述坝体表面无保温被的条件下，检测坝体表面风速是否大于预设风速；若所述坝体表面风速小于等于所述预设风速，则所述坝体表面的种类为GK4：第一类无保温被状态；若所述坝体表面风速大于所述预设风速，则所述坝体表面的种类为GK5：第二类无保温被状态。结合第一方面，本专利技术提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述混凝土坝体临时面应力分析方法还包括：以预设时间为间隔检测环境信息，所述环境信息包括温度数据和坝体表面风速；所述预设时间为2min～5min。结合第一方面，本专利技术提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述确定表面散热系数的步骤包括：预设表面散热系数的初设值β0，模拟测算测试点的初始计算温度；根据如下公式计算第一次误差值，其中，Teer(1)为第一次误差值，单位为摄氏度；n为计算过程中划分的时间总步数；Kb(i0)为表面散热系数β0条件下，时间步为i步时测点的计算温度，单位为摄氏度；Kc(i)为时间步为i步时测点的实际温度，单位为摄氏度；根据如下公式计算第m次表面散热系数，βm＝β0+Δβ·(m-1)，其中，βm为第m次表面散热系数，Δβ为预设递增值，m大于等于2；模拟测算测试点第m次计算温度，并根据如下公式计算第m次误差值，其中，Kb(im)为表面散热系数βm条件下，时间步为i步时测点的计算温度；直至Teer(m)<Teer(m+1)，则表面散热系数β＝βm。结合第一方面，本专利技术提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述确定表面散热系数的步骤包括：当所述坝体表面无保温被时，根据如下公式计算表面散热系数，β＝523.2+324.72va，其中va为坝体表面风速，单位m/s。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述判断坝体安全状况的步骤包括：根据公式计算坝体安全系数Kf，其中，σ为各种温差产生的温度应力之和，单位为MPa；εp为混凝土极限拉升值；Ec为混凝土弹性模量，单位为MPa。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，若Kf<1.5，且坝体表面铺设湿润状态的保温被，则增加所述保温被的层数；若Kf≥1.5，坝体表面无保温被，则判定为坝体无开裂风险。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，若Kf(q)≥1.5，且Kf(q+1)<1.5时，则将所述坝体表面状态配置为GKq；其中，q为所述坝体表面状态的种类编号，GKq为编号为q的坝体表面状态，Kf(q)为第q种坝体表面状态对应的安全系数。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述混凝土坝体临时面应力分析方法还包括：根据预测寒潮气温模拟计算寒潮期间的所述温度应力；根据所述温度应力计算所述坝体安全系数Kf；若所述安全系数Kf小于1.5，则发布预警，并加强所述坝体的保温。本专利技术实施例带来了以下有益效果：采用确定坝体表面的预设保温状态，确定表面散热系数，根据表面散热系数计算混凝土温场，并根据混凝土温场模拟计算温差产生的温度应力，判断坝体安全状况，并对坝体表面保温措施进行调整的方式，根据预设的保温设置测算坝体表面散热系数，并计算温差所产生的温度应力，从而评价预设保温状态下的坝体开裂风险，从而获悉坝体安装状况，并根据坝体安全状况合理调整坝体表面的保温措施，无需待坝体表面开裂而加强保温，且可避免保温过度而产生较高成本。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的混凝土坝体临时面应力分析方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一如图1所示，本专利技术实施例提供的混凝土坝体临时面应力分析方法，包括：确定坝体表面的预设保温状态；确定表面散热系数；根据表面散热系数计算混凝土温场，并根据混凝土温场模拟计算温差产生的温度应力；判断坝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土坝体临时面应力分析方法，其特征在于，包括：确定坝体表面的预设保温状态；确定表面散热系数；根据表面散热系数计算混凝土温场，并根据混凝土温场模拟计算温差产生的温度应力；判断坝体安全状况，并对坝体表面保温措施进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土坝体临时面应力分析方法，其特征在于，包括：确定坝体表面的预设保温状态；确定表面散热系数；根据表面散热系数计算混凝土温场，并根据混凝土温场模拟计算温差产生的温度应力；判断坝体安全状况，并对坝体表面保温措施进行调整。2.根据权利要求1所述的混凝土坝体临时面应力分析方法，其特征在于，所述确定坝体表面的预设保温状态的步骤包括：依据坝体表面状态，将坝体表面划分为如下种类：GK1：铺设湿润状态的保温被；GK2：保温被铺设不良；GK3：铺设下部有积水的保温被；坝体表面无保温被。3.根据权利要求2所述的混凝土坝体临时面应力分析方法，其特征在于，在所述坝体表面无保温被的条件下，检测坝体表面风速是否大于预设风速；若所述坝体表面风速小于等于所述预设风速，则所述坝体表面的种类为GK4：第一类无保温被状态；若所述坝体表面风速大于所述预设风速，则所述坝体表面的种类为GK5：第二类无保温被状态。4.根据权利要求1所述的混凝土坝体临时面应力分析方法，其特征在于，所述混凝土坝体临时面应力分析方法还包括：以预设时间为间隔检测环境信息，所述环境信息包括温度数据和坝体表面风速；所述预设时间为2min～5min。5.根据权利要求1所述的混凝土坝体临时面应力分析方法，其特征在于，所述确定表面散热系数的步骤包括：预设表面散热系数的初设值β0，模拟测算测试点的初始计算温度；根据如下公式计算第一次误差值，其中，Teer(1)为第一次误差值，单位为摄氏度；n为计算过程中划分的时间总步数；Kb(i0)为表面散热系数β0条件下，时间步为i步时测点的计算温度，单位为摄氏度；Kc(i)为时间步为i步时测点的实际温度，单位为摄氏度；根据如下公式计算第m次表面散热系数，βm＝β0+Δβ·(m-1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊启祥，杨宁，杨宗立，牟荣峰，汪志林，周绍武，乔雨，张国新，刘毅，朱振泱，武聪聪，刘有志，王振红，张磊，杨萍，李海枫，
申请(专利权)人：中国三峡建设管理有限公司，中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11