汉江雅口航运枢纽工程二期围堰是以粉细砂为主要填筑材料,并辅以土工复合材料和素混凝土板抵抗水流冲刷的过水围堰.围堰经 2021 年洪水过流后,过流面混凝土板出现了局部脱空、板间连接钢筋断裂等局部破坏现象,采用非线性有限元方法对过水围堰的应力-变形情况进行数值模拟,进而分析围堰局部破坏原因,提出预防措施.结果表明,在重力及水荷载共同作用下,围堰过流坝坡面不均匀沉降变形过大,致使抗冲刷混凝土板与堰体填筑料间存在不同程度的脱空,板间连接钢筋受力状态由受拉转变为受剪,局部因强度不足发生剪断破坏,最终导致混凝土板的整体性降低,抗水流冲刷能力不足.减小不均匀沉降是预防此类破坏的关键所在,为此可加强填筑碾压,提高材料的密实度,进而增强坝体的抗沉降变形能力;在混凝土板下方设置土工膜反滤,提高材料的抗渗透变形和抗水力冲刷的能力.

为了定性、定量研究钢筋对混凝土结构整体导热性的影响,采用复合形法并结合有限元数值模拟分析了配筋率及钢筋布设方式对混凝土导热性的影响规律,进而基于Weiner-bound模型,引入参数μ1、μ2作为表征上下限数值对钢筋混凝土有效导热系数的权重,发展了一种考虑不同方向配筋率影响的混凝土导热系数模型.研究表明:钢筋混凝土的导热性随着配筋率的增大而增大,钢筋的布设方式对混凝土导热性的影响同样明显.当竖向钢筋的配筋率从0％增长到8.0384％时,竖向导热系数λz最大增幅为64.52％,而平面正交方向的导热系数增幅仅为15.34％,这说明在相同配筋率的条件下,平行于热流传导主向布置的钢筋对于结构整体的导热性提升较大,而垂直于热流传导主向布置的钢筋对于结构导热性提升相对较小.不同方向布置的钢筋对于导热张量主元的影响程度不一,使得钢筋混凝土的导热性呈现出各向异性.将钢筋混凝土模型实测数据与模型预测值相对比,两者数据偏差基本在±10％以内,模型适应性强,可用于考虑不同方向配筋率的钢筋混凝土导热系数预测.