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(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)物的安全有很大的威脅，往往影響水利、水運(yùn)工程的正常運(yùn)營，所以合理地確定冰對水工結(jié)構(gòu)物的作用力問題也越來越引起人們的關(guān)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(yīng)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(jī)理作簡要分析的基礎(chǔ)上，將有限元理論引用到冰層的溫度場和應(yīng)力場的非線性計(jì)算中： 第一，根據(jù)熱傳導(dǎo)微分方程，考慮三種邊界條件，采用有限元結(jié)合有限差分法，計(jì)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(jìn)行數(shù)學(xué)分析，計(jì)算出冰層的溫度應(yīng)力場的分布，并且討論了溫升率，冰厚和不同約