(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210746691.4 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 华电金沙江上游水电开发有限公司 叶巴滩分公司 地址 627150 四川省甘孜藏族自治州白玉 县盖玉镇 申请人 中国水利水电科 学研究院 　 华电金沙江上游水电开发有限公司 (72)发明人 张磊　刘强　刘毅　曾乾礼　 魏永新　朱岳钢　王文学　赵凯　 纪新帅　赵恒　齐问坛　朱振泱　 姜明　辛建达　 (74)专利代理 机构 北京北新智诚知识产权代理 有限公司 1 1100 专利代理师 赵郁军(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 考虑灌区温差和混凝土弹模发展的坝体温 度应力控制方法 (57)摘要 本发明提供一种考虑灌区温差和混凝土弹 模发展的坝体温度应力控制方法， 即在混凝土二 期冷却前， 根据已有的温度数据资料以及混凝土 弹性模量的变化预测二期冷却通水结束时混凝 土的温度应力， 通过应力的计算判断下层灌区通 水冷却前是否应该对上层灌区混凝土进行补充 通水冷却并得到补充通水冷却的温度降低幅度， 最终实现在下层灌区二期冷却前通过调节灌区 上层混凝土温度优化下层灌区混凝土的应力。 本 发明的优点： 有效的应用温度监测数据， 更加灵 活调控混凝土温度使得混凝土温度应力的控制 更精准， 温控防裂措施效果显著。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114970208 A 2022.08.30 CN 114970208 A 1.一种考虑灌区温差和混凝土弹模发展的坝体温度应力控制方法， 其特征在于： 在混 凝土二期冷却前， 根据已有的温度数据资料以及混凝土弹性模量的变化预测二期冷却通水 结束时混凝土的温度应力， 通过应力的计算判断下层灌区通水冷却前是否应该对上层灌区 混凝土进 行补充通水冷却并得到补充通水冷却的温度降低幅度， 最 终实现在下层灌区二期 冷却前通过调节灌区上层混凝 土温度优化下层灌区混凝 土的应力， 具体方法为： S1、 考虑混凝 土弹性模量的变化历程， 计算混凝 土坝体二期冷却前的基础温度应力σb； 混凝土坝体二期冷却前， 混凝土龄期为tn时， 将[0,tn]时间段细分为n个时段， 其中第i 时段的开始时刻为ti‑1， 结束时刻为ti， 当i＝1时t0＝0， ， 混凝土内部一点的基础温差应力在 第i时段的温度应力增量 为： 其中： tki＝0.5(ti‑1+ti)； E(tki)为tki时刻混凝土弹性模量； R为基础约束系数， α 为混凝 土线胀系数， μ为混凝土泊松比， ΔTi为ti时段的温度增量； Kp为混凝土应力松弛系数， 近似 取0.5； 二期冷却前， 混凝 土龄期为tn时， 基础温度应力σb为： S2、 考虑上层罐区混凝土对下层罐区混凝土温度应力的影响， 计算混凝土坝体二期冷 却前灌区温差温度应力σs； 二期冷却前当上层罐区混凝土浇筑龄期为tm时， 将[0,tm]时段细分为m个时段， 其中第j 时段所在的开始时刻为tj‑1结束时刻为tj， 当j＝1时t0＝0， 上层罐区混凝土对下层罐区混凝 土温度应力第j时段的温度应力增量 为： 其中： tkj＝0.5(tj‑1+tj)； Es(tkj)为tkj时刻上层罐区混凝土弹性模量； R为基础约束系 数， α 为线胀系数， μ为泊松比， ΔTj为tj时段上层灌区混凝土和下层灌区混凝土的温差增量； Kp为混凝土应力松弛系数， 近似取0.5； 上层混罐区凝土浇筑龄期为tm时， 下层罐区混凝土由于上层罐区混凝土浇筑而产生的 温度应力： S3、 n取值为二期冷却前混凝土龄期的天数k倍， 均分时段计算混凝土龄期基础温差和 上下层温差的温度应力， 计 算满足以下条件时， 基础温度应力σb和灌区温差温度应力σs满足 计算精度条件： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114970208 A 2S4、 按照混凝 土最终弹性模量和冷却的目标温度， 计算 二期冷却形成的应力增量： 其中： Es为混凝土最终的弹性模量； R为基础约束系数， α 为混凝土线胀系数， μ为混凝土 泊松比， ΔTbs二期冷却前的温度和二期冷却设计目标温度的差值； Kp为混凝土应力松弛系 数， 近似取0.5； S5、 下层灌区混凝土二期冷却结束前， 假设不对上层灌区混凝土进行补充通水冷却， 下 层灌区混凝 土二期冷却结束时计算应力为： f＝σb+σs+Δσbs                    (18) S5.1、 如果f≤σ0则无需在下层灌区混凝土二期冷却开始前对上层灌区混凝土进行补充 通水冷却； S5.2、 如果f＞σ0则需要在下层灌区混凝土二期冷却开始前对上层灌区混凝土进行补充 通水冷却； 在 补充通水冷却结束时， 上层灌区混凝 土对下层灌区温度应力的影响： 其中： Es为混凝土最终的弹性模量； R为基础约束系数， α 为混凝土线胀系数， μ为混凝土 泊松比； ΔTss为补充上层混凝土温度降低幅度； Kp为混凝土应力松弛系数， 近似 取0.5； 调整 灌区上层混凝土的温度， 使σb、 σs、 Δσbs和ΔTss之和小于等于混凝土允许抗拉强度σ0， 二期 冷却结束时， 应力应满足以下准则： σb+σs+Δσbs+Δσss≤σ0                            (20) 其中： σ0为允许抗拉强度； 根据式(18)和(19)并考虑到上层混凝土温度降低幅度过大可导致自身应力增加及施 工进度的延迟， 上层灌区混凝 土补充通水冷却的温度降低幅度为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114970208 A 3