碾压式导电混凝土电热试验与供电模式分析

摘要

我国的建坝重心不断向高寒地区转移,工程经验表明,低温作用下碾压混凝土坝越冬层面所在高程附近易发生温度开裂,给该类坝型温控防裂提出了更高的要求.传统的外置保温措施在大仓面上的铺设和拆除必然会提高施工成本,同时降低施工效率.针对上述问题,制备了一种能够适用于碾压工艺的导电混凝土材料(ERCC),测试了大尺寸碾压试件ERCC层的电热温升性能,基于测试数据反演了ERCC的导热系数和比热容;根据热流量平衡关系推导了坝体内外温差与抵御寒潮所需通电电压的U-ΔT定量模型,利用电-热-结构耦合的方法模拟了气温骤降作用下越冬层面温度场和应力场演变过程,以典型测点温度平稳度为目标优化每日供电方式,通过优化结果验证了所推导模型的可靠性;通过对比气温骤降条件下"薄层表面保温+ERCC通电加热"与"常规保温材料"两组共9个温控方案的温度、应力以及经济成本,发现所提出的供电模式在改善温度和应力分布方面具有优良的效果,可为解决坝体越冬层面温控问题提供新的思路.