4.2　温度应力计算条件

混凝土面板的温度场和温度应力的变化受很多因素的影响，在本计算中考虑了如下因素：浇筑时的气温、入仓温度、水泥的水化热温升、气温变化、混凝土的硬化过程和徐变等，本章计算主要考虑混凝土水化热、浇筑条件以及外界气温的影响。

卡基娃面板堆石坝坝顶高程2856.00m，河床段趾板建基面高程2685.00m，最大坝高171m，坝顶宽11m，坝顶长323m，大坝立面宽高比为1.88∶1。上游坝坡1∶1.4，下游坝坡设置三级5m宽马道，第一台马道以上坝坡为1∶1.5，其下两台马道间坝坡均为1∶1.4，综合坝坡1∶1.496。下游坝脚设置压重区，顶高程2710.00m，压重区顶宽30m，2710.00m高程以下坝坡1∶2。

卡基娃面板堆石坝的面板混凝土分三期浇筑，混凝土下部填筑有垫层材料和过渡区材料。

4.2.1　气候条件

工程区无气象站，根据木里县气象站（高程：2666.60m）1961—2007年资料统计，多年平均气温为12.4℃，极端最高气温34.1℃（1983年7月3日），极端最低气温为-10.6℃（1982年12月31日）。多年平均年降水量为832.0mm，最大一日降雨量77.4 mm，多年平均年蒸发量2052.6mm（20cm蒸发皿观测值），多年平均相对湿度57%，最小相对湿度接近于0，多发生在春季。多年平均风速1.8 m/s，最大积雪深度13.0cm。木里县气象站气象要素统计见表4.1和图4.2。

4.2.2　面板浇筑计划

混凝土的浇筑自面板前的趾板开始，分三期浇筑，见表4.2。结合工程经验，初步拟定面板水61036m2，面板最大斜长286.2m，共铺设32块混凝土面板，只设置垂直缝。

坝体材料在表面处的初始温度为浇筑开始时的平均气温，在20m深处温度取年平均气温。混凝土的入仓温度与浇筑当时的气温相同。

4.2.3　计算断面及单元剖分

由于混凝土面板较薄，沿面板厚度方向温度和应力变化是比较剧烈的，因此为了保证计算有足够精度，面板取5层单元。考虑到单元的长宽比不能太大，以免影响计算精度，在面板顺坝坡方向和沿坝轴方向亦应设较密集的单元。面板处网格局部见图4.3。整个网格共有1790个单元，2017个节点。

4.2.4　计算时间步长及总计算时间

计算面板混凝土温度场和温度应力的时间范围在混凝土浇筑后90d内，即面板施工的3—5月及9—11月，步长为1d。

4.2.5　边界条件

温度场计算时，面板的上表面、坝顶为第三类边界条件，即自由散热面，温度为气温，基岩的下表面及坝体内部面为绝热边界。温度应力及湿度应力计算时，基岩下表面及坝体内部面为固定边界。

根据坝址地区的气温资料以及面板的浇筑计划，作为边界条件之一的气温见图4.4和图4.5，同时计算了一期面板浇筑后一年内面板表面温度及温度应力的变化情况。另外，选取了气温骤降的某3天的温度条件（寒潮，当日气温降低10℃以上，温度降到5℃以下）进行了具体的分析，气温见图4.6。针对寒潮情况，通过在面板表面喷涂5cm厚的聚氨酯计算其保温效果。

4.2.6　面板混凝土材料参数

面板混凝土配比见表4.3，面板混凝土配合比“峨胜”P·MH42.5水泥、四川巴蜀电力开发有限责任公司江油粉煤灰综合利用开发分公司的Ⅱ级粉煤灰、卡基娃细骨料+卡基娃粗骨料（石灰岩）、JG-3萘系低碱减水剂+HJAE-A引气剂组合进行。混凝土的最大绝热温升为38.4℃。常温20℃下混凝土的绝热温升过程见图4.7。

在常温下浇筑混凝土时，θ可用下式表示：

式中　θ0——混凝土的最大绝热温升；

τ——混凝土龄期；

m——取决于混凝土中可水化成分的配比的放热速度参数，依据本工程的材料条件取为0.252。

4.2.7　应力计算参数

混凝土的最终弹性模量为Ec=20000MPa，泊松比取为0.2，密度取为2450kg/m3，线膨胀系数取为7×10-6。