五花山水库溢洪道大体积混凝土温度应力模拟研究

摘要

大体积混凝土在目前的建筑工程中使用的频率很高，尤其是在水利工程的建设中。比如，大坝的建设时，会用大体积混凝土作为坝体材料;溢洪道建设时，也会使用大体积混凝土作为溢洪道主体结构。虽然大体积混凝土运用得极为广泛，但是在实际的工程中也存在着一些问题。当对建设物进行浇筑时，水泥释放的热量都聚集在一起，会使混凝土内外压力不一致，从而使浇筑块出现缝隙。针对此情况，大多数工程建设者会对其温度应力场进行探索研究，突破技术层面，解决这一问题。
　　研究此类工程学的学者一般会利用计算机技术对大体积混凝土进行探索研究。目前，属数值仿真分析技术在此项目中使用得最多。在此，本论文将以ANSYS软件为主要研究手段，对大体积混凝土进行较为详细的介绍。
　　大体积混凝土温度应力场与时间与空间息息相关，一般分为两个部分:温度场和应力场。在此，本文主体的对象是温度场:虽然大体积混凝土的面积大，但是由于水泥突然释放的热量太大，导致局部受热。
　　温度应力的计算并没有十分简单，其计算手法反而极其繁琐，而且通常而言，其计算的数据也十分庞大。因为温度应力场的复杂性，所以在计算时，为了将复杂问题的简单化，一般采用有限元数值技术。有限元法是运用变分的方法将一些十分不规则的函数用其他简单函数代替，从而求得近似解。
　　本论文利用ANSYS软件，具体地模拟大体积混凝土温度应力场。通过这种方式，得到计算过程中需要的边界条件并解决实际工程中所遇到的难题。同时，本论文着眼于实际，通过对比分析、资料查阅、实地研究，列出了与温度应力场有关的参数并建立了贴合实际工程的模型，更进一步地降低计算的难度。不仅如此，本论文通过模型与图像，较为系统的分析了温度场与应力场的物理情况，从而对浇筑尺寸进行调整，合理控制浇筑块之间的缝隙。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的目的与意义

1．2 大体积混凝土温度应力研究现状

1．3 大体积混凝土温度场、应力场研究方法

1．3．1 大体积混凝土温度场研究方法

1．3．2 大体积混凝土温度应力场研究方法

1．4 大体积混凝土表面保温研究现状

1．5 本文研究的主要内容

第2章 大体积混凝土温度应力场研究方法

2．1 混凝土温度应力

2．2 大体积混凝土温度应力研究方法

2．2．1 热传导方程

2．2．2 热传导的初始条件和边界条件

2．2．3 大体积混凝土温度应力有限单元法

2．3 本章小结

第3章 大体积混凝土温度应力实验研究

3．1 工程介绍，溢洪道设计及施工介绍

3．2 溢洪道大体积混凝土温度监控

3．2．1 温度监测依据

3．2．2 测温控制点布置

3．2．3 温度监控过程

3．2．4 施工现场的温控

3．2．5 施工工艺控制

3．2．6 温度检测控制曲线

3．2．7 温度监控的实施细节

3．3 ANSYS有限元模拟分析

3．3．1 ANSYS热分析模块简介

3．3．2 ANSYS有限元计算的基础假设

3．3．3 混凝土关于温度应力的模拟方法

3．4 ANSYS温度应力场模拟结果及分析

3．4．1 对温度场进行模拟所得的结论

3．4．2 模拟混凝土温度应力场的结论

3．5 大体积混凝土温度应力敏感性分析

3．5．1 混凝土浇筑的温度引起温度应力的变化

3．5．2 混凝土透热性能对混凝土温度应力场的影响

3．5．3 表面放热系数对混凝土温度应力的影晌

3．5．4 水化热影响系数m对混凝土温度应力的影响

3．5．5 最终水化热对混凝土温度应力的影响

3．5．6 弹性模量对混凝土应力的影响

3．5．7 模量随龄期变化及徐变对混凝土应力的影响

3．5．8 地基方面的限制跟材料应力的关系

3．5．9 跟温度应力有关的其他因素

3．6 本章小结

第4章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

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