不同季节下大体积混凝土温度及应力研究

为研究不同季节下大体积混凝土温度场变化以及应力特征,选取环境温度、风速、浇筑温度作为不同季节的研究变量,结合某大体积混凝土筏板基础施工参数,利用MIDAS FEA有限元软件分别模拟各季节温度场变化,并探讨其温度应力的发展过程.研究结果表明:①混凝土各位置温度在夏季施工时最高,冬季施工时最低,且冬季施工的大体积混凝土筏板...     

基于四维温度场理论的大体积混凝土数值分析

为了分析探讨大体积混凝土在浇筑养护的过程中温度应力的分布规律,温度应力主要是由于水泥水化反应放出大量的热量和边界条件的约束而导致的,基于四维温度场理论,根据实际施工过程中温度测点和温控方案,建立较为合理的有限元分析模型,通过考虑混凝土的实际力学性能非线性增长的特性,分析大体积混凝土在施工过程的温度变化过程、温度场分布及应力分布情况,发现数值分析结果与规范吻合较好,其结果可为类似的大体积混凝土工程提供借鉴参考.     

桥梁大体积混凝土施工温度场与温度应力的仿真分析

采用三维瞬态温度场理论,运用有限元程序ANSYS的通用平台,建立大体积混凝土温度场与温度应力有限元计算模型,对湖北野三河大桥3#主墩混凝土的温度场与温度应力进行仿真分析,计算了大体积混凝土内部温度场及仿真应力场,并与实测结果进行比较,结果显示所建立的有限元分析模型可以较好地计算混凝土施工时的温度场与温度应力。     

筏板基础大体积混凝土温度场实测与数值模拟

为解决筏板基础大体积混凝土由于水化热产生的温度裂缝问题,在罗马假日商住小区筏板基础大体积混凝土施工温度监测基础上,采用有限元软件ADINA对筏板基础进行温度场模拟仿真分析,研究了模型各断面的温度变化曲线及温度场随时间变化规律.结果表明:采用有限元软件ADINA对筏板基础进行温度场模拟,其结果与测温数据基本吻合,说明采用数值模拟的方法,可以有效的预测大体积混凝土结构的温度变化趋势.     

大体积混凝土裂缝控制研究

大体积混凝土的固化过程会释放大量的水化热,产生较大的温度和收缩变化,从而导致大体积混凝土产生裂缝,影响结构的耐久性.以大体积混凝土温度应力理论为基础,结合工程实例,并应用Midas/Gen软件对大体积混凝土水化热及温度应力进行模拟,研究和总结了大体积混凝土应力峰值分部情况,对大体积混凝土裂缝控制研究有重要借鉴作用.     

相变储能大体积混凝土的控温性能

提出相变控温储能材料机敏控制混凝土结构温度裂缝技术途径.在混凝土浇注过程中将相变材料掺入使之与混凝土结构一体化,利用相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场,从而机敏控制温度应力防止温度裂缝.通过自行设计的温度测试系统,对相变控温混凝土控温性能进行实测研究,结果表明:相变材料不但可以降低大体积混凝土的最高绝热温升值,而且可以降低大体积混凝土升温速度和降温速度,从根本上防止了大体积混凝土温度裂缝的出现.     

大体积混凝土墙水化放热温度场分析

为有效进行大体积混凝土施工温度控制，对大体积混凝土施工过程中温度场分布规律进行研究．针对混凝土水化放热过程中内热源随时间变化的问题，采用杜哈美尔定理推导出第三类边界条件下大体积混凝土墙水化放热温度场的解析解．由大体积混凝土墙水化放热温度场解析解可知，混凝土水化放热过程中，混凝土内某一点温度随时间增加先增大后减小，且温度变化近似符合指数函数之和；某一时刻混凝土内温度从核心到表面逐渐降低，且温度分布近似符合三角函数．结合解析解与数值分析方法研究发现，随着混凝土厚度、入模温度、混凝土绝热温升和单方胶凝材料对应系数的增大，混凝土养护阶段核心最高温度升高，导致混凝土里表温差增大；随着表面传热系数增加，混凝土养护阶段核心最高温度和表面温度降低，但是混凝土里表温差增大．混凝土内最大自约束应力正比于里表温差，因此通过分层浇筑、降低混凝土的入模温度、减小混凝土表面传热系数、降低混凝土绝热温升值和单方胶凝材料对应系数等方式可以减小混凝土内最大自约束应力，降低大体积混凝土开裂风险．     

水利工程大体积混凝土温度变化规律研究

随着现代科技的发展,大体积混凝土在水利工程中的应用日益加强,成为土木工程的研究热点之一。本文从实际工程出发,利用有限元分析软件,大体积混凝土进行了数值分析,探讨了大体积混凝土中的温度场和温度应力变化规律。最后,对大体积混凝土的产生的裂缝提出了控制措施,为大体积混凝土的研究和应用奠定了基础。     

大体积混凝土结构温度效应及收缩应力精细有限元分析

为了研究大体积混混凝土结构的温度效应及温度收缩应力,结合武汉市某住宅楼工程筏板基础底板,运用有限元软件ANSYS对三维瞬态温度场及温度收缩应力进行数值模拟分析,分别模拟了武汉市冬夏季该筏板基础底板的瞬态温度场及温度收缩应力,以及不同厚度的混凝土筏板基础在混凝土浇筑过程中冬夏季混凝土开裂情况.结果表明:冬季混凝土浇筑第四天,混凝土筏板基础上表面混凝土主拉应力大于混凝土抗拉强度,导致混凝土开裂;夏季混凝土筏板基础由于混凝土表面最大主拉应力小于混凝土抗拉强度,混凝土不会开裂.     

混凝土裂缝与内外约束关系研究

水化反应过程中,温度变化和内部孔隙水散失是混凝土温度、自生体积和干缩等变形产生的主要原因.内外约束作用下,温度、自生体积和干缩等变形引起的应力很容易导致混凝土开裂.通过混凝土温度场和应力场精确仿真,对混凝土温度应变、自生体积变形和徐变进行分析.研究表明内部约束是水化反应前期混凝土产生的主要原因,后期混凝土裂缝则主要由外部约束所致.     

铁路桥梁桥墩混凝土水化热仿真分析研究

本文对铁路桥梁桥墩大体积混凝土浇筑过程水化热温度场进行了数值仿真分析,重点研究了桥墩施工过程中的水化热温度场及桥墩混凝土应力分布情况,结合桥墩混凝土施工工艺对桥墩混凝土的浇筑进行有效的控制,避免由于温度应力引起桥墩裂缝,为该类结构的施工提供参考依据。     

应用模糊控制理论进行大体积混凝土施工过程的温度控制

大体积混凝土施工中一个重要的技术课题就是温度控制.大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此而产生的温度和收缩应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素,从而影响基础的整体性、防水性和耐水性,成为结构的隐患.而目前大体积混凝土在升温阶段和降温阶段的温度应力控制中,存在较多的人为因素,温度控制多凭借施工人员的技术素质进行控制.通过分析大体积混凝土温度控制的主要因素,运用模糊控制技术的原理和方法,建立大体积混凝土温度模糊控制器,通过模糊控制器对实际工程的大体积混凝土温度控制进行模拟计算,并将模拟计算结果与实际温控数据对比,从而得出模糊温控系统可以有效地对大体积混凝土温度和应力进行控制的结论.     

考虑温度影响的大体积混凝土应力场分析方法

在大体积混凝土应力场计算中,混凝土的弹性模量和徐变变形都与温度有关,温度场应力场存在耦合现象.根据温度损伤和温度对徐变的影响,建立了考虑温度影响的混凝土弹性模量表达式和徐变应变计算的递推公式.应用粘弹性与损伤耦合和正交各向异性损伤理论,描述了混凝土在高应力水平下的非线性徐变特性和由于微裂缝扩展引起的刚度退化与应变软化,建立了考虑温度影响的大体积混凝土结构应力场分析的有限元表达式.将这一结果应用于沙牌拱坝应力场计算中,考虑温度影响后,发现坝体局部应力可能出现恶化,对开裂控制不利.     

大体积混凝土温度监测及模拟分析

大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩,由此产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素。通过对混凝土内部温度进行理论预测和现场监测,得到了大体积混凝土硬化期间温度及时间的典型曲线。     

混凝土面板施工期温度及应力分析

温度变化可引起结构内力的变化,导致混凝土裂缝;对结构引起的应力重新分布,随着温变而变化.温度变化引起的应力甚至超过其它荷载应力,尤其是在结构温度急剧变化时,将产生很大的拉应力,而导致混凝土的开裂破坏.因此通过数值模拟计算对大坝面板混凝土进行抗裂分析,依据面板混凝土的浇筑进度计划用方程有限元格式,选择格式中权函数及解的稳定性进行温度应力数值计算,得到不同时段不同工况下面板混凝土的温度场与温度应力值,从而得到降低混凝土面板开裂风险的措施.     

大体积混凝土桥梁承台温度及应力场模拟

为掌握大体积混凝土在龄期范围内的温度及应力分布,为某即建大桥承台施工提供合理、有效的调控措施,采用大型商用软件ANSYS对混凝土承台浇筑后七天内的温度场及温度应力进行数值模拟.结果表明:内部温峰出现在浇筑后的3.5 d左右,表面温峰则出现在第2 d,且先后浇筑的三层混凝土的温度场分布随龄期变化规律有较高的一致性;混凝土内部的最大温度应力出现在浇筑后的7 d,且高于当日混凝土抗拉强度,为避免早期裂缝的发生,在承台施工过程中需在混凝土内部埋设冷凝水管,且要对温度场及温度应力值进行监测.     

大体积混凝土裂缝控制方法的研究

通过大体积混凝土温度变化机理,给出了大体积混凝土的结构计算温差及温度应力计算的方法;并对温度监测、施工措施进行了探讨.结合工程实例,介绍了某大体积混凝土工程的裂缝控制方法.     

轴对称稳定温度场中混凝土圆柱体热应力的解析分析

混凝土圆筒或圆柱体内部会在温度场的作用下产生热应力。文中对圆筒在轴向温度有变化情况下轴对称稳定温度场中的热应力进行了解析分析,得到了解析解的完整形式;利用指数函数和三角函数的性质,探讨了待定系数的解法;通过布点对Φ200×550 mm3混凝土圆柱体进行温度测试,而后利用解析结果、测温试验结果、Matlab给出了温度测试中混凝土圆柱体的计算实例。结果表明:轴对称稳定温度场中,受热温度由100℃变为120℃时,混凝土圆柱体应力分布的形状没有改变,内部的应力值处于同一个数量级,应力范围增大了0.4倍左右。     

多场耦合下大体积混凝土初次蓄水的温度应力问题研究

在大体积混凝土坝初次蓄水时,温度较低的库水必然会对坝体温度场产生较明显的影响,从而影响坝体的变形,甚至产生温度裂缝.为分析大体积混凝土初次蓄水的温度应力,本文将混凝土类多孔介质视为连续介质,综合运用水力学、热学和固体力学等基本理论,根据动量守恒、质量守恒和能量守恒方程建立了以位移、孔隙水压力、孔隙气压力、温度和孔隙率为未知量的多场耦合数学模型,在此基础上编制了有限元计算程序,并对大体积碾压混凝土块的渗流场、温度场和应力场进行了耦合分析,结果表明,考虑耦合后块体温降幅度及温度大主应力均较不考虑耦合条件下大.     

大体积混凝土基础的水管冷却温度场研究

针对大体积混凝土基础,进行混凝土浇筑后的温度场有限元分析,研究分析了冷却水管水平间距、竖向间距、入模温度与冷却水入管温度之差、水管长度、冷却水流量、混凝土基础厚度等参数对混凝土最高温度的影响.通过数值计算结果的回归,建立了大体积混凝土基础最高温度的实用估算公式,该公式与相关实测数据及分析结果相吻合,对大体积混凝土基础施工具有参考价值.研究结果表明,冷却水管的间距及水管长度对混凝土基础最高温度的影响最大.