靜冰荷載對水工建筑物的影響研究.pdf

1、在寒冷地區(qū)，各類水工建筑物均會受到冰荷載的作用，而冰層溫度膨脹力是其中一種對結構產(chǎn)生重要影響的荷載。水域內(nèi)形成的冰層會隨著溫度的升高而膨脹，如果膨脹變形受到外界的約束，在冰層內(nèi)會產(chǎn)生熱應力，從而對其約束產(chǎn)生溫度膨脹力。在一些情況下這種膨脹力會很大，對水工結構物的安全有很大的威脅，往往影響水利、水運工程的正常運營，所以合理地確定冰對水工結構物的作用力問題也越來越引起人們的關注。由于冰的溫度膨脹力受很多因素影響，包括約束邊界的形狀，約束體的

2、剛度，冰層的相對厚度，溫升率，冰的應變率等，所以給冰膨脹力的研究帶來了很大的困難。本文在對冰溫度膨脹力的作用機理作簡要分析的基礎上，將有限元理論引用到冰層的溫度場和應力場的非線性計算中： 第一，根據(jù)熱傳導微分方程，考慮三種邊界條件，采用有限元結合有限差分法，計算了冰層的溫度場分布，并且討論了溫升率對溫度場分布的影響。 第二，通過采用粘彈性有限單元法進行數(shù)學分析，計算出冰層的溫度應力場的分布，并且討論了溫升率，冰厚和不同約