云南万家口子RCC薄拱坝温度场光纤监测与仿真分析
本文基于分布式光纤温度传感技术和ANSYS有限元仿真技术对万家口子碾压混凝土双曲拱坝浇筑过程中的温度场、温度应力场进行了系统的研究。本文不仅利用分布式光纤温度传感技术对拱坝混凝土温度进行了实时监测，为拱坝提供了及时的温控指导，而且通过利用有限元仿真技术，并结合工程实际情况，对拱坝混凝土的温度场、温度应力场进行了仿真模拟，为复杂施工条件下拱坝混凝土温度场、温度应力场的仿真分析积累了丰富的经验。总的来说，本文主要做了以下研究工作:
(1)基于分布式光纤温度传感技术的原理，针对工程实际应用情况，采用传感光纤的自率定方法，提高了分布式光纤的测温效果，与此同时，总结出一套适合于万家口子拱坝光纤温度监测的传感光纤埋设、维护和监测方法，大大提高了传感光纤埋设的成活率和温度监测效果。
(2)基于万家口子拱坝分布式光纤温度监测数据，对气温、河水、冷却水管和混凝土浇筑温度等因素对施工期中拱坝混凝土温度的影响进行了系统分析，并得出了在冷却水管的影响下，施工期中万家口子拱坝不同形态、级配混凝土的水化热温升规律。
(3)基于大型通用有限元软件ANSYS，对万家口子拱坝三维温度场进行了仿真分析，利用ANSYS中“生死单元”的功能实现了混凝土分层浇筑的仿真模拟，并通过采用“等效水化热”的方法，成功施加了冷却水管和混凝土水化热共同作用下的混凝土生热率。另外，针对工程实际情况，汛期河水和低温天气对施工期中拱坝混凝土温度的影响，通过在不同的求解载荷步中，采用不同的边界条件，成功模拟了汛期河水和低温天气对拱坝的影响。
(4)在万家口子拱坝三维温度场仿真的基础上，采用间接耦合方法，对拱坝三维温度应力场进行了仿真分析，并得出汛期和低温天气对拱坝温度应力的特别影响，为拱坝施工提供了指导。此外，通过将万家口子拱坝三维温度场仿真结果和光纤实测结果进行对比，并采用复合形法，对拱坝三维温度场进行了反分析研究，提高了拱坝温度场仿真分析的准确度，并积累了丰富的研究经验。
光纤传感;温度场;双曲拱坝;浇筑过程;有限元仿真
广西大学
硕士
水工结构工程
蔡德所
2013
中文
TV642.42
135
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）