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［摘 要］结合位于甘肃省的巴家咀水库除险加固工程，采用有限单元法计算分析了该工程溢洪道的温度场和应力场，考虑了施工浇筑、环境气候变化及混凝土材料热学力学性质随时间变化等因素，并总结了具体特点。

 

［关键词］温度场 应力场 全过程三维仿真分析

 

1 前言

 

我国北方地区年平均温度较低，大坝稳定温度也相对较低，较大的基础温差易引起基础贯穿性裂缝，较大的气温年变化幅度、较大的昼夜温差和频繁的寒潮作用，极易引起混凝土表面裂缝。本文采用有限元法计算了位于寒冷地区的巴家咀水库溢洪道的温度场和应力场，总结了其变化规律，为温控设计提供参考依据。

 

2 数值计算原理

 

2.1 温度场计算数值模型

 

由热传导原理,在混凝土坝浇筑过程中，其三维不稳定温度场t（x,y,z）应满足下列微分方程及相应的初始条件和边界条件。控制微分方程见式1。

其中，α=λ/cρ为导温系数，λ为混凝土的导热系数，c为混凝土比热，ρ为混凝土密度，θ为混凝土的绝热温升。

 

初始条件 t（x，y，z，0）=t0（x，y，z） （2）

 

第一类边界 t（τ）=tb （3）

其中，t0（x，y，z）为混凝土浇筑温度，tb为给定边界温度，β为表面放热系数，ta为外界气温。

 

2.2 应力场计算数值方法

 

由于混凝土浇筑后弹模和徐变度都随时间而变化，可以采用增量法计算。根据