三维有限元法解析高拱坝运行期温度应力与控制策略

高拱坝温度应力分析研究是针对高大混凝土拱坝在运行期间面临的复杂温度环境下的应力问题进行深入探讨的学术论文。作者周慧敏以河海大学工程力学系为背景，利用三维有限元法对高拱坝在运行期的温度荷载和温度应力进行了详细分析。温度荷载被视为高拱坝设计中的关键因素，其大小甚至超过了其他应力的总和，尤其是在库水温度与大气温度差异显著时，可能导致不利的温度应力组合，对坝体的稳定性构成威胁。 论文首先指出，温度应力的形成主要与水化热、混凝土内外温差以及混凝土收缩过程中的水分蒸发有关。在运行期，拱坝因其结构特点，对温度变化非常敏感，因此温度控制至关重要。作者引用了张湧的研究，强调了在混凝土浇筑阶段如何通过控制水化热和设置构造缝来减轻温度应力。同时，针对不同坝体高度，陈燕的研究建议在低温季节浇筑低坝体，而在高温季节浇筑高坝体时，需特别注意防范高温区带来的拉应力增加。 对于温度场的求解，论文指出尽管理论上混凝土拱坝没有稳定的温度场，但边界温度变化的影响不容忽视。作者可能参考了更为严谨的方法论，强调了如何通过数值模拟和精确的温度场分析来预测和管理温度应力，可能使用ANSYS这样的三维有限元软件进行仿真分析。 该论文的创新之处在于它系统地分类和总结了温度荷载及温度应力的关键参数，并提供了工程实例验证，为高拱坝的设计与施工实践提供了实用的理论依据。通过这方面的研究，可以优化高拱坝的结构设计，确保其在运行过程中能够承受预期的温度变化，从而保障大坝的安全性。