Ảnh hưởng của nhiệt độ tới công trình thủy lợi

GS.TS NguyÔn V¨n M¹o



1. Gây nứt đập bê tông
2. Nứt thiết bị chống thấm
3. Nứt cấu kiện bê tông cốt thép
4. ảnh hởng đến dòng thấm trong đập đất


Nøt do nhiÖt ë bª t«ng


Khíp nèi bÞ háng do nhiÖt


Dßng thÊm qua ®Ëp ®Êt khi h¹ lu bÞ ®ãng b¨ng


a/ Nøt ë bª t«ng

b/ Nøt ë bª t«ng cèt thÐp



1. Thay ®æi nhiÖt ë m«i trêng kh«ng khÝ
2. Thay ®æi nhiÖt ®é cña níc trong hå
3. Thay ®æi nhiÖt ®é bÒ mÆt do ¸nh s¸ng mÆt trêi
4. Sù thu nhiÖt vµ táa nhiÖt cña bª t«ng

Qu¸ tr×nh thñy hãa cña bª t«ng


1. Thay đổi nhiệt ở môi trờng không khí
- Dao động điều hoà:
Nhiệt độ tại một thời điểm:

t a = t m, a t on cos(n + on )
trong đó:

t m ,a

: nhiệt độ trung bình năm của không khí

on

: dao động ban đầu tính theo o

t on

: nhiệt độ ban đầu tính toán


2. Thay ®æi nhiÖt ®é cña níc trong hå

t ω = t ωm ,a − ∑ t ωo cos(ωωτ + ϕωo )
trong ®ã:

t ωm ,a

: nhiÖt ®é trung b×nh n¨m cña níc t¹i thêi
®iÓm tÝnh to¸n


3. Thay ®æi nhiÖt ®é bÒ mÆt do ¸nh s¸ng mÆt trêi
s
to

Q
=
αn

trong ®ã:

Q : n¨ng lîng lín nhÊt cña ¸nh s¸ng

( W / cm )
2

(

2 o
W
/
m
C
:
hÖ
sè

truyÒn
nhiÖt
®Õn
bÒ
mÆt
c«ng
tr×nh
αn

)


4. Sù thu nhiÖt vµ táa nhiÖt cña bª t«ng
- Thu nhiÖt:

EP
∆t E =
cρ
trong ®ã:

E : nhiÖt lîng do xi m¨ng (Kcal/kg)
P : träng lîng riªng cña xi m¨ng (kg/m3)
c : nhiÖt lîng cña bª t«ng (Kcal/kgoC)

- Táa nhiÖt:

(

E( τ ) = E max 1 − e − γτ

)



1. Ph¬ng tr×nh ph©n bè nhiÖt trong vËt r¾n
2. §iÒu kiÖn biªn


1. Ph¬ng tr×nh ph©n bè nhiÖt trong vËt r¾n
2
2
2

∂t
∂ t ∂ t ∂ t  qo
= a  2 + 2 + 2  +
∂τ  ∂x
∂y
∂z  cρ

trong ®ã:

λ
a=
cρ
Víi λ: hÖ sè truyÒn nhiÖt; qo: tèc ®é táa nhiÖt bªn trong

∂t
= a∇ 2 t
- kh«ng æn ®Þnh


∂τ

q o = 0


- æn ®Þnh

∇2 t = 0


2. Điều kiện biên
Loại I: Dạng hàm nhiệt độ
Loại II: Dạng dòng nhiệt q
Loại III: Tơng quan gĩa nhiệt của môi trờng bên
ngoài và bề mặt kết cấu

t
= n ( t cs t a )
y
Loại IV: Giả thiết dạng của phơng trình nhiệt hoặc
nhiệt độ tại điểm tiếp xúc

t1
t 2
1
= 2
y
y

hoặc t1 = t2



1. Qu¸ tr×nh æn ®Þnh
2. Qu¸ tr×nh kh«ng æn ®Þnh


1. Quá trình ổn định
2

t =0
Điều kiện biên loại I (a)

t 2 t1
( h + y)
t = t1 +
2h
Điều kiện biên loại III (b)

to t
t = t +
Ry
R

a/ Kết cấu một b/ Kết cấu nhiều
lớp
lớp
t1: bên trong bề
mặt

- R=2h/ nhiệt độ
tăng lên ở tờng

t2: ngoàI bề mặt
y=h

- (h+y)/ =Ry
nhiệt dộ tăng sát
bề mặt

t: toả nhịêt ra


2. Qu¸ tr×nh kh«ng æn ®Þnh

∂t
2
= a∇ t
∂τ

Dao ®éng nhiÖt ë tÊm ph¼ng



1. Qu¸ tr×nh nhiÖt æn ®Þnh
2. Dßng nhiÖt kh«ng æn ®Þnh