Page 113 - 水利学报2021年第52卷第1期

加平稳，在 RCC 内部测点处温度最大仅升高 1.5 ℃，并产生 0.025 MPa 的压应力，表明通电产热仅有
相当少的热量传向坝体内部，其余热量均用于抵御气温骤降的影响，这样使得 ERCC 层内部主拉应力
水平较低进而降低沿表面至坝体内部的拉应力区的深度。因此，采用薄层表面防护+通电加热的方式
对越冬层面的温控防裂效果优于传统的表面保温措施。

图 7 不同温控措施下 ERCC 越冬层面典型位置主拉应力时程

5 结论

根据导电混凝土的设计思路，配制了能够通电发热且适用于碾压施工的碾压式导电混凝土 ER⁃
CC，通过试验和反演获得了 ERCC 的多个热力学参数，推导了坝体内外温差与抵御寒潮所需通电电
压的 U- Δ T 定量模型，最后通过电-热-结构耦合数值仿真验证了推导模型的可靠性，根据温度和应
力的时程变化过程，可以得到以下结论：（1）ERCC 具有优良的电热性能，可通过改变其两侧电压实
现电热温升的灵活控制；（2）在 RCC 坝越冬层面布置 ERCC 并采用合适的供电方式能够有效改善坝体
的温度分布、降低温降拉应力并减少拉应力区深度；（3）所提出 U- Δ T 模型与数值仿真优化后的结果
吻合良好，为 RCC 坝智能实时温控提供新的思路；（4）在表面铺设薄层保温被的情况下，布置 ERCC
层与铺设 20 cm 橡塑海绵保温被的温控效果和经济成本接近，可在不增加经济成本的前提下，ERCC
层替代一定厚度的保温被，进而减少布置和拆卸表面保温材料对施工进度的影响。
鉴于碾压式导电混凝土在水工结构的应用研究仍处于起步阶段，后续研究可围绕以下三个方面
展开：（1）本文主要针对 0.5 m 厚的 ERCC 层展开研究，后续研究应考虑成本和温控效果，对 ERCC 层
厚度进行优化设计分析；（2）本文主要针对全断面布设铜网这种电极形式展开研究，后续研究可针对

电极的布置形式的优化设计展开；（3）碾压混凝土坝中往往铺设冷却水管来降低水化热，若能将 ER⁃
CC 这类电热型混凝土与冷却措施相互配合，可进一步提升混凝土坝的温控效果。

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