水工设计手册 第5卷 混凝土坝PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

水工设计手册 第5卷 混凝土坝PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 重力坝3

1.1 概述3

1.1.1 重力坝的特征及分类3

1.1.1.1 重力坝的工作原理和特点3

1.1.1.2 重力坝的分类4

1.1.1.3 工程规模和安全等级7

1.1.2 重力坝的设计方法8

1.1.2.1 重力坝设计的要求8

1.1.2.2 重力坝设计的内容9

1.1.2.3 重力坝设计的基本资料9

1.2 枢纽布置10

1.2.1 坝址和坝线选择11

1.2.1.1 地形条件11

1.2.1.2 地质条件11

1.2.1.3 河势条件12

1.2.2 枢纽布置基本原则12

1.2.2.1 过坝水流尽量顺直归槽12

1.2.2.2 尽量减少开挖和地基处理工程量13

1.2.2.3 有效利用峡谷空间使布置协调紧凑13

1.2.2.4 重视枢纽建筑物的综合利用14

1.2.2.5 简化施工导流程序14

1.2.3 重力坝泄水孔口布置15

1.2.3.1 泄流能力要求15

1.2.3.2 坝身孔口布置15

1.2.3.3 溢流单宽流量的确定16

1.2.4 坝体引水管道布置16

1.2.4.1 坝体压力管道的特点16

1.2.4.2 坝体压力管道的布置方式16

1.2.5 枢纽布置工程实例18

1.3 坝体断面设计20

1.3.1 重力坝的荷载20

1.3.1.1 坝体及坝上永久设备的自重20

1.3.1.2 静水压力20

1.3.1.3 扬压力20

1.3.1.4 淤沙压力22

1.3.1.5 波浪压力22

1.3.1.6 冰压力24

1.3.1.7 土压力25

1.3.1.8 动水压力25

1.3.1.9 地震荷载26

1.3.1.10 其他荷载27

1.3.2 重力坝的荷载组合28

1.3.2.1 基本组合28

1.3.2.2 特殊组合28

1.3.3 重力坝的断面设计原则29

1.3.3.1 坝顶高程和坝顶宽度29

1.3.3.2 坝坡及坝基面宽度29

1.3.3.3 坝体断面的优选30

1.3.4 溢流表孔的水力设计32

1.3.4.1 幂曲线堰面的水力设计32

1.3.4.2 有胸墙溢流坝的堰面水力设计33

1.3.4.3 溢流坝断面的水力设计34

1.3.4.4 闸墩的水力设计34

1.3.5 深式泄水孔的水力设计35

1.3.5.1 无压泄水孔35

1.3.5.2 压力泄水孔36

1.4 安全系数设计方法37

1.4.1 材料力学法分析计算重力坝应力37

1.4.1.1 基本假定37

1.4.1.2 边缘应力的计算37

1.4.1.3 内部应力的计算38

1.4.1.4 考虑扬压力时的应力计算39

1.4.1.5 容许应力的规定39

1.4.1.6 对材料力学法计算成果的评价40

1.4.2 刚体极限平衡法分析重力坝抗滑稳定40

1.4.2.1 沿坝基面抗滑稳定分析41

1.4.2.2 深层抗滑稳定分析研究42

1.5 极限状态设计法46

1.5.1 重力坝可靠度分析46

1.5.1.1 可靠度及失效概率47

1.5.1.2 可靠指标48

1.5.2 分项系数极限状态设计方法49

1.5.2.1 分项系数49

1.5.2.2 作用效应49

1.5.2.3 极限状态设计表达式49

1.5.3 极限状态设计法50

1.5.3.1 重力坝断面设计原则50

1.5.3.2 极限状态设计表达式50

1.5.3.3 重力坝的分项系数极限状态设计法52

1.6 有限元法应力计算和承载能力分析53

1.6.1 线性弹性有限元计算分析53

1.6.2 非线性有限元分析55

1.6.2.1 变形模型和强度分析55

1.6.2.2 非线性弹性应力分析58

1.6.2.3 弹塑性应力分析58

1.6.3 极限承载能力的研究60

1.6.3.1 稳定性分析临界状态判别准则60

1.6.3.2 强度分析临界状态判别准则61

1.6.3.3 承载能力分析研究的工程实例62

1.7 孔口结构应力计算和配筋设计64

1.7.1 闸墩的应力和配筋计算64

1.7.1.1 平面闸门闸墩的计算64

1.7.1.2 弧形闸门闸墩的计算65

1.7.2 泄水孔的应力计算67

1.7.2.1 矩形断面泄水孔的应力计算67

1.7.2.2 圆形断面泄水孔的应力计算67

1.7.2.3 泄水孔应力计算方法的评价68

1.7.3 坝内孔口结构的配筋计算68

1.7.3.1 孔口结构按弹性受拉应力图形配筋的设计方法68

1.7.3.2 钢筋混凝土结构有限元分析方法69

1.7.3.3 三峡大坝坝内孔口结构应力及配筋分析实例70

1.8 坝基渗流分析71

1.8.1 坝基岩体的渗流特性71

1.8.1.1 岩体的渗流特性71

1.8.1.2 裂隙岩体渗流数学模型71

1.8.2 等效连续介质模型渗流分析72

1.8.2.1 渗透张量的性质72

1.8.2.2 用裂隙几何参数确定渗透张量72

1.8.2.3 渗流场控制方程式及有限元法73

1.8.3 裂隙岩体渗流与应力耦合分析74

1.8.3.1 裂隙水力传导系数74

1.8.3.2 裂隙变形刚度74

1.8.3.3 裂隙岩石的变形本构关系74

1.8.3.4 算例74

1.9 坝基处理设计75

1.9.1 坝基处理的目的和要求75

1.9.2 坝基开挖设计75

1.9.3 坝基固结灌浆设计76

1.9.4 坝基防渗帷幕灌浆设计78

1.9.5 坝基排水设计80

1.9.6 坝基断层破碎带和软弱夹层处理81

1.9.6.1 断层破碎带处理81

1.9.6.2 软弱夹层处理83

1.9.7 岩溶处理83

1.10 混凝土材料及坝体分区设计84

1.10.1 混凝土材料的组成84

1.10.1.1 混凝土原材料84

1.10.1.2 混凝土配合比85

1.10.2 混凝土强度及混凝土强度代表值85

1.10.2.1 安全系数设计方法用的混凝土强度体系和强度参数85

1.10.2.2 分项系数极限状态设计方法的混凝土强度等级及混凝土强度标准值86

1.10.2.3 大体积混凝土强度的尺寸效应和骨料级配效应86

1.10.3 坝体混凝土的分区87

1.10.3.1 坝体分区的设计原则87

1.10.3.2 坝体材料分区的主要特性87

1.10.4 坝体混凝土的性能88

1.10.4.1 混凝土抗压强度和抗拉强度88

1.10.4.2 混凝土弹性模量90

1.10.4.3 混凝土极限拉伸值90

1.10.4.4 混凝土抗渗性90

1.10.4.5 混凝土抗冻性90

1.10.4.6 混凝土热学性能91

1.10.5 工程实例92

1.11 坝体构造设计93

1.11.1 坝顶构造93

1.11.2 坝内廊道和通道94

1.11.2.1 廊道和通道的布置94

1.11.2.2 廊道和竖井的形状和尺寸95

1.11.2.3 廊道和竖井周围应力的计算95

1.11.2.4 廊道构造96

1.11.3 坝体分缝96

1.11.3.1 横缝96

1.11.3.2 纵缝98

1.11.3.3 水平工作缝99

1.11.4 坝体防渗和排水99

1.11.5 深式泄水孔穿过坝体纵缝的构造99

1.12 重力坝的修补和加高设计100

1.12.1 混凝土的裂缝修补100

1.12.1.1 裂缝成因及发展趋势分析100

1.12.1.2 裂缝类型及检查方法100

1.12.1.3 裂缝危害性分析及评估101

1.12.1.4 混凝土裂缝的修补和补强加固101

1.12.2 坝体渗漏处理103

1.12.3 过流表面缺陷修补及补强103

1.12.3.1 过流面缺陷修补和补强方法103

1.12.3.2 修补材料104

1.12.4 重力坝的加高设计104

1.12.4.1 分期加高方式104

1.12.4.2 分期加高坝体应力和稳定计算105

参考文献106

第2章 拱坝109

2.1 概述109

2.1.1 拱坝的分类109

2.1.1.1 按坝的高度分类109

2.1.1.2 按坝的厚度分类109

2.1.1.3 按坝的结构分类110

2.1.1.4 按坝体曲率分类110

2.1.1.5 按水平拱的型式分类110

2.1.1.6 按水平拱的厚度变化分类110

2.1.1.7 按建筑材料和施工方法分类111

2.1.2 拱坝设计要点111

2.1.2.1 建基面确定111

2.1.2.2 体型设计111

2.1.2.3 拱座稳定分析111

2.1.2.4 地质缺陷处理111

2.1.2.5 温度控制设计111

2.1.2.6 抗震设计111

2.2 设计准则126

2.2.1 混凝土的物理力学参数126

2.2.1.1 坝体混凝土强度等级126

2.2.1.2 混凝土重力密度和弹性模量126

2.2.1.3 混凝土热学参数126

2.2.1.4 混凝土抗渗和耐久性能126

2.2.2 坝基岩体的物理力学参数127

2.2.2.1 坝基岩体的工程地质分类127

2.2.2.2 岩体的物理力学参数127

2.2.3 作用和作用效应组合127

2.2.3.1 作用（荷载）127

2.2.3.2 作用效应组合（荷载组合）131

2.2.4 拱坝混凝土强度安全标准131

2.2.4.1 拱梁分载法坝体强度安全系数131

2.2.4.2 线弹性有限元法坝体强度安全系数134

2.2.5 拱座抗滑稳定安全标准134

2.2.5.1 电力行业规范134

2.2.5.2 水利行业规范134

2.2.5.3 水利和电力行业规范安全性的对比134

2.2.5.4 纯摩公式使用范围135

2.3 拱坝枢纽布置136

2.3.1 坝址选择136

2.3.2 枢纽布置基本原则136

2.3.3 枢纽布置典型方案和工程实例138

2.3.3.1 泄洪孔口布置138

2.3.3.2 厂房布置140

2.3.3.3 枢纽布置工程实例140

2.4 拱坝建基面及拱坝体型设计148

2.4.1 拱坝建基面148

2.4.1.1 基本要求148

2.4.1.2 规范规定148

2.4.1.3 设计思路与工作步骤150

2.4.2 拱坝体型150

2.4.2.1 确定拱冠梁150

2.4.2.2 确定水平拱圈152

2.4.2.3 初拟拱坝体型154

2.4.3 拱坝体型优化155

2.4.3.1 优化方法155

2.4.3.2 目标函数与约束函数155

2.4.3.3 动力优化计算方法156

2.5 拱坝应力分析与强度设计157

2.5.1 拱梁分载法157

2.5.1.1 基本原理157

2.5.1.2 调整向数选择158

2.5.1.3 拱梁体系与荷载划分158

2.5.1.4 地基变模取值159

2.5.1.5 基础变形计算161

2.5.1.6 悬臂梁计算162

2.5.1.7 拱圈计算164

2.5.1.8 拱坝应力计算通用程序164

2.5.2 弹性有限元—等效应力法166

2.5.2.1 等效应力的计算方法166

2.5.2.2 薄层单元的应用168

2.5.2.3 基于有限元等效应力法的强度设计准则168

2.5.3 拱坝混凝土强度设计169

2.5.3.1 混凝土设计强度169

2.5.3.2 混凝土设计龄期169

2.5.3.3 混凝土强度分区170

2.6 拱坝坝肩抗滑稳定分析170

2.6.1 坝肩岩体的滑动条件171

2.6.1.1 滑块上游边界171

2.6.1.2 滑块下游边界171

2.6.1.3 滑块侧面边界171

2.6.1.4 滑块底面边界171

2.6.2 二维刚体极限平衡法172

2.6.2.1 单位高度拱圈的稳定计算172

2.6.2.2 浅层滑动的稳定分析173

2.6.3 三维刚体极限平衡法173

2.6.3.1 计算原理及方法173

2.6.3.2 块体组合及滑移模式173

2.6.3.3 滑动面扬压力取值174

2.6.3.4 滑面力学参数取值174

2.6.3.5 刚体极限平衡法稳定计算174

2.6.3.6 典型实用程序介绍175

2.6.4 刚体弹簧元法175

2.6.4.1 刚体弹簧元原理175

2.6.4.2 刚体元计算方法175

2.6.4.3 刚体弹簧元的主要优势176

2.6.4.4 典型实用程序介绍176

2.7 拱坝整体稳定分析176

2.7.1 三维非线性有限元法177

2.7.1.1 数值方法概述177

2.7.1.2 计算模型的建立177

2.7.1.3 材料模拟及本构关系177

2.7.1.4 主要荷载及施加方式179

2.7.1.5 非线性计算方法及主要程序180

2.7.1.6 计算成果整理及安全评价181

2.7.1.7 变形稳定及加固分析187

2.7.2 地质力学模型试验188

2.7.2.1 地质力学模型设计188

2.7.2.2 模型试验成果采集190

2.7.2.3 试验成果分析及拱坝整体安全度评价191

2.8 拱坝地基处理192

2.8.1 坝基开挖192

2.8.2 坝基固结灌浆192

2.8.2.1 灌浆范围192

2.8.2.2 灌浆深度193

2.8.2.3 固结灌浆压力193

2.8.2.4 二滩拱坝地基固结灌浆实例193

2.8.3 坝基防渗与排水196

2.8.3.1 防渗标准196

2.8.3.2 帷幕灌浆设计196

2.8.3.3 排水设计199

2.8.3.4 二滩拱坝基础防渗与排水实例200

2.8.4 接触灌浆200

2.8.5 软弱层带处理203

2.8.5.1 处理目的和要求203

2.8.5.2 处理措施203

2.8.5.3 混凝土置换（混凝土塞）设计204

2.8.5.4 软弱岩带深部处理204

2.9 坝体构造及附属结构设计206

2.9.1 坝顶高程206

2.9.2 坝顶布置207

2.9.3 坝体分缝207

2.9.3.1 横缝207

2.9.3.2 纵缝212

2.9.3.3 宽缝212

2.9.3.4 水平缝213

2.9.3.5 周边缝214

2.9.3.6 永久伸缩缝216

2.9.4 接缝灌浆217

2.9.4.1 灌浆系统布置217

2.9.4.2 出浆方式218

2.9.4.3 止浆218

2.9.4.4 灌浆218

2.9.5 坝内廊道及交通221

2.9.5.1 纵向廊道221

2.9.5.2 横向廊道221

2.9.5.3 竖井222

2.9.5.4 廊道及交通布置的一般要求222

2.9.5.5 上、下游贴角设计原则222

2.9.6 坝体止水和排水222

2.9.6.1 止水222

2.9.6.2 排水224

2.9.6.3 抽水泵房224

2.9.7 坝身孔口配筋224

2.9.8 其他225

参考文献225

第3章 支墩坝229

3.1 概述229

3.1.1 支墩坝的分类229

3.1.1.1 按挡水面板型式分类229

3.1.1.2 按支墩型式分类230

3.1.1.3 按筑坝材料分类230

3.1.2 支墩坝的特点和设计要求230

3.1.2.1 支墩坝的特点230

3.1.2.2 支墩坝设计的基本要求232

3.1.3 支墩坝的发展现状234

3.1.4 已建支墩坝统计234

3.2 支墩坝布置243

3.2.1 坝址选择及支墩坝布置243

3.2.2 坝身泄水设施布置243

3.2.3 发电厂房布置244

3.2.4 坝体的其他布置要求244

3.2.5 典型支墩坝工程245

3.3 支墩坝断面设计251

3.3.1 设计标准和准则251

3.3.1.1 一般设计规定251

3.3.1.2 洪水设计和抗震设计标准251

3.3.1.3 荷载及其组合251

3.3.2 混凝土的物理力学性质252

3.3.3 基岩的物理力学性质252

3.3.4 基本断面设计252

3.3.4.1 基本断面设计要求252

3.3.4.2 平板坝基本断面设计252

3.3.4.3 连拱坝基本断面设计253

3.3.4.4 大头坝基本断面设计255

3.3.5 构造设计259

3.3.5.1 平板坝构造设计259

3.3.5.2 连拱坝构造设计259

3.3.5.3 大头坝构造设计260

3.3.5.4 支墩坝的材料分区设计261

3.3.5.5 支墩坝混凝土温度控制设计261

3.3.6 建基面选择及坝基处理261

3.3.6.1 支墩坝建基面的确定261

3.3.6.2 支墩坝坝基灌浆和排水262

3.3.6.3 坝基断层处理262

3.3.6.4 坝基处理工程实例263

3.4 支墩坝应力计算265

3.4.1 坝体应力计算265

3.4.1.1 平板坝平板应力计算266

3.4.1.2 连拱坝应力计算267

3.4.1.3 大头坝的头部应力计算271

3.4.1.4 支墩应力计算271

3.4.2 坝基强度核算278

3.4.2.1 控制标准278

3.4.2.2 计算方法278

3.4.3 抗震计算279

3.4.3.1 概述279

3.4.3.2 拟静力法279

3.4.3.3 反应谱法281

3.4.3.4 时程分析法281

3.4.4 有限元法在支墩坝设计计算中的应用282

3.5 支墩坝稳定分析285

3.5.1 抗滑稳定分析285

3.5.1.1 分析对象285

3.5.1.2 计算荷载285

3.5.1.3 荷载组合及工况285

3.5.1.4 支墩坝抗滑稳定分析内容286

3.5.1.5 抗滑稳定计算公式286

3.5.2 侧向抗倾和应力分析286

3.5.2.1 侧向抗倾稳定安全系数286

3.5.2.2 侧向抗倾应力288

3.5.3 弹性稳定（纵向弯曲）计算288

3.5.3.1 无加劲肋和加劲梁的单支墩289

3.5.3.2 有加劲肋的单支墩290

3.5.3.3 有加劲梁的单支墩291

3.5.3.4 有隔墙的空腹支墩293

3.5.3.5 双支墩（大头坝）294

3.5.3.6 拱的弹性稳定295

3.5.3.7 弹性模量与安全系数296

3.6 支墩坝加固处理296

3.6.1 概述296

3.6.2 支墩坝裂缝成因分析296

3.6.3 支墩坝加固处理297

3.6.3.1 裂缝修补与补强加固的必要性297

3.6.3.2 裂缝处理及加固的一般方法297

3.6.3.3 抗震加固298

3.6.4 支墩坝加固处理工程实例298

3.6.4.1 柘溪单支墩钻石头型大头坝裂缝加固298

3.6.4.2 新丰江单支墩大头坝抗震加固301

参考文献302

第4章 砌石坝305

4.1 概述305

4.1.1 砌石坝的分类305

4.1.2 砌石坝的特点和设计要求308

4.1.3 砌石坝的发展现状309

4.2 砌石体材料及其设计指标309

4.2.1 砌石体石料309

4.2.2 砌石坝胶凝材料309

4.2.3 砌石体设计指标310

4.3 砌石重力坝317

4.3.1 体型与结构布置317

4.3.1.1 实体非溢流坝317

4.3.1.2 实体溢流坝322

4.3.1.3 砌石空腹重力坝322

4.3.2 稳定与应力分析324

4.3.3 地基处理325

4.4 砌石拱坝326

4.4.1 体型与结构布置326

4.4.2 应力与稳定分析329

4.4.2.1 应力分析329

4.4.2.2 拱座稳定分析338

4.4.3 地基处理341

4.5 其他砌石坝345

4.5.1 砌石支墩坝345

4.5.1.1 砌石连拱坝345

4.5.1.2 砌石大头坝349

4.5.2 硬壳坝350

4.5.2.1 坝型特点350

4.5.2.2 剖面型式与坝体填料350

4.5.2.3 坝体构造352

4.5.2.4 计算方法353

4.5.3 框格填渣坝353

4.5.4 堆石混凝土坝357

4.6 施工技术要求与施工实例359

4.6.1 砌石工艺要求359

4.6.2 拱坝倒悬部位砌筑360

4.6.3 防渗体施工要求360

4.6.4 坝体砌筑分缝分块要求361

4.6.5 坝体与地基连接要求361

4.6.6 工程施工实例361

4.6.6.1 东固砌石双曲薄拱坝361

4.6.6.2 高家坝砌石重力坝363

参考文献364

第5章 碾压混凝土坝367

5.1 概述367

5.1.1 碾压混凝土坝的分类367

5.1.1.1 按坝体结构型式分类367

5.1.1.2 按材料及施工方法分类367

5.1.1.3 按坝高分类367

5.1.2 碾压混凝土坝的特点367

5.1.3 碾压混凝土坝的设计要求367

5.1.4 碾压混凝土坝的发展及其现状368

5.2 碾压混凝土重力坝369

5.2.1 枢纽布置369

5.2.1.1 枢纽布置基本原则369

5.2.1.2 枢纽布置基本经验370

5.2.1.3 碾压混凝土重力坝坝体布置370

5.2.2 坝体断面设计378

5.2.2.1 设计安全准则378

5.2.2.2 碾压混凝土设计参数378

5.2.2.3 荷载及其组合381

5.2.2.4 基本断面设计383

5.2.2.5 非溢流坝断面设计384

5.2.2.6 溢流坝断面设计385

5.2.3 应力稳定分析386

5.2.3.1 碾压混凝土层面对坝体静动力反应的影响386

5.2.3.2 坝体稳定和应力的有限元法分析388

5.2.4 防渗排水设计391

5.2.4.1 渗透特性391

5.2.4.2 防渗结构393

5.2.4.3 排水系统396

5.2.4.4 渗流分析397

5.2.5 坝体构造398

5.2.5.1 坝体分缝398

5.2.5.2 坝内廊道系统398

5.2.5.3 坝体止水和排水系统399

5.3 碾压混凝土拱坝399

5.3.1 枢纽布置399

5.3.1.1 枢纽布置特点和原则399

5.3.1.2 碾压混凝土拱坝布置400

5.3.2 拱坝体型及断面设计402

5.3.2.1 体型设计基本要求402

5.3.2.2 基本体型及断面设计406

5.3.3 应力和稳定分析407

5.3.3.1 应力稳定分析特点407

5.3.3.2 荷载及其组合408

5.3.3.3 应力控制标准408

5.3.3.4 稳定控制标准408

5.3.4 坝体分缝和灌浆设计408

5.3.4.1 坝体分缝设计408

5.3.4.2 坝体灌浆设计412

5.3.5 坝体构造415

5.3.5.1 坝体分缝415

5.3.5.2 坝内廊道系统416

5.3.5.3 防渗排水系统417

5.3.5.4 防渗结构设计417

5.4 坝体混凝土分区及配合比418

5.4.1 碾压混凝土原材料418

5.4.1.1 碾压混凝土骨料418

5.4.1.2 碾压混凝土掺合料419

5.4.1.3 碾压混凝土外加剂419

5.4.2 碾压混凝土配合比422

5.4.2.1 配合比设计原则和方法422

5.4.2.2 碾压混凝土配合比422

5.4.2.3 变态混凝土配合比427

5.4.3 碾压混凝土主要性能参数430

5.4.3.1 碾压混凝土主要性能430

5.4.3.2 变态混凝土主要性能435

5.4.4 坝体混凝土分区及主要性能要求436

5.4.4.1 碾压混凝土重力坝材料分区436

5.4.4.2 碾压混凝土拱坝材料分区437

5.5 施工工艺及质量控制措施439

5.5.1 施工组织设计原则439

5.5.2 碾压混凝土生产440

5.5.3 碾压混凝土入仓方式440

5.5.4 碾压混凝土施工工艺444

5.5.5 质量检测与控制450

5.6 贫胶砂砾石坝454

5.6.1 概述454

5.6.2 贫胶砂砾石坝的特点455

5.6.3 贫胶砂砾石坝坝体设计实例455

5.6.4 设计准则456

5.6.5 材料配合比设计及主要性能参数457

5.6.6 施工工艺457

5.6.6.1 生产性拌和与碾压工艺457

5.6.6.2 施工程序458

5.6.7 质量控制458

5.6.8 工程实例459

参考文献459

第6章 混凝土温度应力与温度控制463

6.1 概述463

6.1.1 温度应力的变化过程463

6.1.2 温度应力的分类463

6.1.3 温度应力与温控防裂的主要技术问题463

6.2 热传导原理及基本资料465

6.2.1 热传导方程及定解条件465

6.2.1.1 热传导方程465

6.2.1.2 初始条件466

6.2.1.3 边界条件466

6.2.2 初始条件和边界条件的近似处理466

6.2.2.1 初始温度场的确定466

6.2.2.2 混凝土与空气接触466

6.2.2.3 混凝土与水接触467

6.2.2.4 表面有模板与保温层467

6.2.2.5 水管冷却边界468

6.2.3 混凝土热性能468

6.2.3.1 基本参数468

6.2.3.2 水化热468

6.2.3.3 混凝土绝热温升468

6.2.4 外界温度变化的影响深度469

6.2.4.1 气温影响469

6.2.4.2 日照影响470

6.2.4.3 水温影响470

6.3 库水温度470

6.3.1 水库水温分布的主要规律470

6.3.2 影响水库水温分布的主要因素474

6.3.3 水库水温计算的主要方法474

6.3.3.1 经验公式方法474

6.3.3.2 数值分析方法476

6.3.3.3 综合类比方法478

6.4 混凝土弹性模量、徐变及应力松弛478

6.4.1 混凝土弹性模量478

6.4.2 混凝土徐变度及其表达式481

6.4.2.1 徐变度的影响因素481

6.4.2.2 混凝土徐变度的表达式481

6.4.3 混凝土松弛系数及其表达式482

6.4.4 用于初步设计的混凝土弹性模量、徐变度和松弛系数483

6.4.4.1 常态混凝土弹性模量、徐变度和松弛系数483

6.4.4.2 碾压混凝土弹性模量和徐变度484

6.5 温度场和弹性徐变温度应力场的有限单元法486

6.5.1 温度场有限元仿真计算基本方法486

6.5.1.1 温度场有限元控制方程486

6.5.1.2 水管冷却算法487

6.5.1.3 不稳定温度场算例487

6.5.2 弹性温度徐变应力的有限单元法488

6.5.2.1 单元平衡方程488

6.5.2.2 考虑徐变的单元刚度及荷载矩阵489

6.5.2.3 整体有限元方程489

6.5.2.4 温度徐变应力仿真计算程序489

6.5.2.5 工程应用算例491

6.5.3 多层混凝土结构仿真应力分析的并层算法492

6.5.4 分区异步长算法493

6.6 混凝土浇筑温度494

6.6.1 混凝土出机口温度494

6.6.2 混凝土入仓温度494

6.6.3 混凝土浇筑温度495

6.7 混凝土水化热温升和天然冷却495

6.7.1 混凝土水化热温升495

6.7.1.1 按第一类边界条件求解混凝土水化热温升495

6.7.1.2 按第三类边界条件求解混凝土水化热温升496

6.7.1.3 混凝土浇筑块水化热温升的图解法496

6.7.1.4 用一维差分法求多层浇筑块水化热温升497

6.7.2 混凝土天然冷却497

6.7.2.1 初温均匀分布、气温为零、第三类边界条件下平板的冷却497

6.7.2.2 初温均匀分布、气温线性变化、第三类边界条件下平板的温度场498

6.8 混凝土坝稳定温度场499

6.8.1 实体重力坝和厚拱坝稳定温度场499

6.8.2 宽缝重力坝稳定温度场500

6.8.3 薄拱坝准稳定温度场501

6.9 混凝土薄板温度应力501

6.9.1 嵌固板501

6.9.2 自由板503

6.9.2.1 计算原理503

6.9.2.2 水化热引起的温度应力504

6.9.2.3 拆除模板时的冷击505

6.9.2.4 初始温差对表面温度应力的影响506

6.10 混凝土浇筑块温度应力507

6.10.1 基础梁在均匀温度作用下的应力507

6.10.2 老混凝土基础梁的温度应力508

6.10.3 基础浇筑块在均匀温度作用下的应力508

6.10.4 基础浇筑块在不均匀温度作用下的应力509

6.10.5 基础浇筑块温度应力近似计算513

6.10.6 脱离基础约束的浇筑块的温度应力513

6.10.6.1 上下层温差梯度产生的温度应力514

6.10.6.2 内外温差梯度产生的温度应力514

6.10.6.3 年温度变化在坝体表面引起的温度应力514

6.11 气温骤降引起的温度应力和表面保温516

6.11.1 气温骤降引起的温度应力516

6.11.2 表面保温对温度应力的影响516

6.11.3 保温材料与表面保温效果的估算517

6.12 水闸和船闸温度应力518

6.12.1 水闸和船闸温度应力的主要特征518

6.12.2 软基上水闸和船闸温度应力518

6.12.2.1 船闸闸墙温度应力518

6.12.2.2 水闸闸墩温度应力519

6.12.2.3 简化计算520

6.12.3 硬岩上船闸和水闸温度应力521

6.12.4 船闸和水闸温度应力控制方法521

6.13 重力坝温度应力522

6.13.1 重力坝温度应力的主要特性522

6.13.1.1 分块浇筑522

6.13.1.2 通仓浇筑522

6.13.2 通仓浇筑重力坝温度应力522

6.13.3 分期施工重力坝温度应力523

6.13.3.1 新老坝面平行523

6.13.3.2 新老坝面不平行523

6.13.4 碾压混凝土重力坝温度应力524

6.13.5 用有限元法计算重力坝温度应力525

6.14 拱坝温度应力527

6.14.1 拱坝温度和温度应力的主要特性527

6.14.1.1 拱坝温度特性527

6.14.1.2 拱坝温度应力特性528

6.14.2 拱坝温度的一般计算公式528

6.14.2.1 拱坝特征温度场528

6.14.2.2 拱坝温度荷载529

6.14.3 坝内温度变幅计算529

6.14.4 最不利组合529

6.14.5 上下游面年均温度及年变幅的计算530

6.14.6 简化计算531

6.14.7 碾压混凝土拱坝温度应力532

6.14.7.1 温度应力和接缝设计532

6.14.7.2 无横缝的碾压混凝土拱坝532

6.14.7.3 有横缝的碾压混凝土拱坝535

6.14.8 用有限单元法计算拱坝温度应力536

6.14.8.1 计算要求536

6.14.8.2 成果整理536

6.14.8.3 工程算例536

6.14.9 拱坝施工期温度应力539

6.14.9.1 施工期温度应力特点539

6.14.9.2 计算方法及控制标准540

6.15 坝内圆形孔口和水工隧洞衬砌温度应力541

6.15.1 坝内圆形孔口541

6.15.1.1 稳定温度场产生的应力541

6.15.1.2 简谐温度场产生的应力541

6.15.2 水工隧洞衬砌543

6.15.2.1 水工隧洞的温度场543

6.15.2.2 水工隧洞衬砌的温度徐变应力543

6.16 混凝土水管冷却计算545

6.16.1 水管冷却的目的和布置原则545

6.16.1.1 水管冷却的主要目的546

6.16.1.2 冷却水管布置的一般原则546

6.16.2 水管冷却温度计算546

6.16.2.1 二期冷却的温度计算546

6.16.2.2 一期冷却的温度计算548

6.16.3 水管冷却的一般要求548

6.17 混凝土容许温差549

6.17.1 基础温差控制549

6.17.1.1 基础温差及其容许值549

6.17.1.2 几种情况的讨论550

6.17.2 内外温差控制551

6.17.3 上下层温差控制552

6.18 混凝土裂缝成因及防治技术553

6.18.1 裂缝主要成因分析553

6.18.1.1 混凝土热学及力学性能553

6.18.1.2 混凝土环境条件554

6.18.1.3 结构型式、分缝分块554

6.18.1.4 施工工艺554

6.18.1.5 基岩约束554

6.18.2 防裂技术措施555

6.18.3 温控工程实例556

6.18.3.1 东风混凝土拱坝556

6.18.3.2 潘家口重力坝557

6.18.3.3 龙羊峡重力拱坝559

6.18.3.4 光照碾压混凝土重力坝559

6.18.3.5 三峡混凝土重力坝560

6.18.3.6 小浪底高标号隧洞衬砌混凝土温控561

6.18.4 裂缝处理562

6.18.4.1 一般性处理562

6.18.4.2 裂缝凿除562

6.18.4.3 限裂钢筋562

6.18.4.4 水泥灌浆562

6.18.4.5 化学灌浆563

6.18.4.6 抽槽回填混凝土564

6.18.4.7 排水孔564

6.18.4.8 预应力锚固564

6.18.4.9 设置廊道564

6.18.5 裂缝处理工程实例564

6.18.5.1 东风混凝土拱坝的裂缝处理564

6.18.5.2 观音阁碾压混凝土重力坝的水平裂缝处理565

6.18.5.3 丹江口混凝土重力坝的裂缝处理568

6.18.5.4 丰乐混凝土拱坝的裂缝处理571

6.18.5.5 普定碾压混凝土拱坝的裂缝处理573

6.19 制冷（热）容量计算及设备选择574

6.19.1 制冷574

6.19.2 制热576

参考文献577