[发明专利]混凝土坝下游面水膜智能保温方法

摘要

本发明提供了一种混凝土坝下游面水膜智能保温方法，包括：确定大坝下游面应力时间和空间变化规律；比较大坝下游面应力与允许抗拉强度关系；初步确定下游面水膜保温的时间、范围、水温和流量；计算保温后的大坝下游面应力时间和空间变化规律，并与混凝土允许抗拉强度进行对比，以确定应力是否超标；根据确定的水膜保温时间、范围、水温和流量，确定不同时间段的取水深度；在坝顶设置水泵或倒虹吸结构，利用管路从相应深度取水引至下游面，并在下游面不同位置设置流水装置，形成水膜保护层；在大坝下游面水膜保温区域设置温度测量装置，实时监测水膜保温效果。本发明能够减少或消除超标拉应力，防止大坝下游面混凝土的开裂。

主权项

1.一种混凝土坝下游面水膜智能保温方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据大坝相关情况，采用线性非线性有限元方法仿真计算确定大坝下游面应力时间和空间变化规律；其中，所述大坝相关情况包括结构布置、浇筑、封拱、蓄水、外界温度变化以及实测混凝土温度及应力情况；所述线性非线性有限元方法仿真计算根据具体情况采用整体模型、单坝段模型或局部模型；步骤2，比较大坝下游面应力与允许抗拉强度关系，或者根据屈服区大小，得到大坝下游面混凝土拉应力大于允许抗拉强度的范围、深度以及出现的时间，确定可能开裂的范围、深度以及出现时间段；所述混凝土允许抗拉强度为随时间的变化量，龄期在180天以后采用长期允许抗拉强度，混凝土抗拉强度公式为：R_t＝0.332R_C^0.60其中，R_t为抗拉强度，R_c为抗压强度；步骤3，根据大坝下游面混凝土出现应力超标的时间、范围和深度，结合上游库水温度分布情况，初步确定下游面水膜保温的时间、范围、水温和流量；水膜保温的时间、范围和水温根据月或季度进行调整；步骤4，根据初步确定的水膜保温的时间、范围、水温和流量，基于步骤1和步骤2，计算保温后的大坝下游面应力时间和空间变化规律，并与混凝土允许抗拉强度进行对比，以确定应力是否超标，如应力仍超标，则调整水膜保温时间、范围、水温和流量，重复步骤1和步骤2，直至应力在允许抗拉强度范围内；步骤5，根据确定的水膜保温时间、范围、水温和流量，结合上游水库水温分布和变化情况，确定不同时间段的取水深度；其中，水库水温采用实测方式或经验计算方法确定；步骤6，根据确定的不同时间段的取水深度，在坝顶设置水泵或倒虹吸结构，利用管路从相应深度取水引至下游面，并在下游面不同位置设置流水装置，形成水膜保护层；当所述流水装置的设置点位置高于上游水库取水高度时，采用水泵抽水方式，低于上游水库取水高度时，采用水泵抽水或倒虹吸方式；所述流水装置的设计和布置基于水膜保温的范围、引水水量确定；步骤7，在大坝下游面水膜保温区域设置温度测量装置，实时监测水膜保温效果，并重复步骤1和步骤2，以确保大坝下游面应力在允许范围内，并据实时监测的保温效果对取水水温和水膜流量进行相应调整。