大体积混凝土热学参数反分析新方法

基于线性传热理论 ,对大体积混凝土“气温变化 -表层温度响应”进行了研究。将单调变化的环境温度以较小的时间步长分段线性化 ,利用叠加原理 ,提出了混凝土热学参数反分析的新方法。利用 40 0 mm× 40 0 mm×2 2 0 mm混凝土块进行室外模型试验。在给定的临界扰动贡献率下 ,将实测资料区分为有效扰动与无效扰动 ,得到了混凝土的热学参数 ,验证了该方法的可行性。该方法具有测点数量少、测量时间短等优点 ,还可以同时得到导温系数与混凝土 -空气热交换系数 。

碾压混凝土坝温度徐变应力仿真分析的进展

首先简要回顾国内外工程师，在碾压混凝土坝温度徐变应力研究方面，所作的一部分工作，分析这些工作的理论基础和计算方法。然后介绍国内几家单位，在仿真分析方面的进展。最后对其中仍面临的困难，如材料参数描述上的困难、施工参数描述上的困难、计算规模与计算效率上的困难、本构模型描述上的困难、结构边界可视化处理上的困难等进行了讨论。

碾压混凝土拱坝诱导缝的等效强度研究

根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，利用大比尺楔入劈拉试验成果，将诱导缝在稳定扩展中断裂过程区应力分布与相应的变形（张开度ω）联系起来，建立了诱导缝的等效裂纹断裂模型。利用等效裂纹断裂模型，计算了某碾压混凝土拱坝诱导缝的等效强度．结果表明，等效强度可以作为诱导缝的开裂准则。

基于分布式光纤测温的特高拱坝温控预报研究

针对溪洛渡水电站特高拱坝混凝土通仓浇筑时温度控制特点,建立了一套温度控制预警系统,其功能包括分布式光纤测温和温度控制预报。在该拱坝典型坝段埋设了光纤对混凝土温度实时在线监测,并首次在现场安置监测房,实现近距离永久观测。基于光纤测温成果,采用遗传算法反演混凝土热学特性参数,结论认为:反演获得的热学参数能够更真实地反映大坝混凝土的热学特性,可用于混凝土施工温控预报;在此基础上建立的温度控制预警系统达到了超前温度预报的目的,可将最高温度控制在允许范围内,同时为后期开裂风险预报奠定了基础。

大体积混凝土等效裂纹断裂模型研究

根据大比尺混凝土紧凑拉伸与楔入劈拉试验成果 ,将裂纹在稳定扩展中断裂过程区应力分布与相应的变形 (张开度ω )联系起来 ,通过“归一化”处理 ,得到了大体积混凝土断裂过程区长度的解析表达式 ,建立了大体积混凝土 型断裂破坏的等效裂纹断裂模型。

混凝土等温传湿过程的试验研究

利用 4 0 0mm× 4 0 0mm× 16 0mm块状试件 ,构造了混凝土内部湿分迁移的半无限平面模型 .在等温环境下 ,测量了第一饱和状态下混凝土向非饱和空气介质传湿的全过程 .利用Boltzmamn变量 η ,导出了混凝土湿度控制方程的常微分形式 ,并将其中的质扩散系数Dm 表示为显函数 ,便于试验确定 .研究表明 :Boltzmamn变量与混凝土的相对湿度H具有良好的规律性 ,η～H可以用四次多项式拟合 ;混凝土的质扩散系数严重地依赖于当前状态下的相对湿度H ,且均可以用三次多项式表达 ;在同一湿度条件下 ,碾压混凝土的质扩散系数为常态混凝土的 4～ 12倍 .

碾压混凝土坝温度场仿真分析的波函数法

对于薄层碾压、连续施工的混凝土坝 ,根据其温度场控制方程的特点 ,结合碾压混凝土的施工与发热特性 ,提出了适合其温度场仿真分析的波函数法 .计算表明 ,该方法可以使仿真分析的时间步长在整个求解域内与混凝土发热指数脱钩 。

再论混凝土浇筑块长度与其水平约束应力

对基础混凝土浇筑块进行了温度应力有限元仿真计算。研究了40m和60m长单层浇筑块和多层浇筑块在改变材料参数和施工参数情况下的水平约束应力;展示了在时间与空间的叠加效应下,最大水平约束应力与浇筑块长度的复杂关系。其成果可供底宽过大的大坝在选择施工材料、制定分缝方案与施工计划时参考。

高寒地区强约束区大体积混凝土基础容许温差的仿真计算

工程中通常采用规范查表的方法来确定混凝土基础容许温差,但在高寒地区强约束区依照查表方法得到的夏季容许最高温度较低,实践中难以实现。针对高寒地区强约束区混凝土稳定温度低、夏季浇筑温度高的特点,分别采用按规范公式估算方法和仿真计算方法计算了高寒地区强约束区大体积混凝土基础容许温差。结果表明,在考虑混凝土徐变、早期温升预压应力、块体浇筑计划、混凝土自重等因素后,仿真计算方法可给出更为合理、更易实现的混凝土基础容许温差。

早龄期混凝土表面开裂问题的试验研究(英文)

研究太阳辐射和风速影响下早龄期混凝土表面开裂问题.用400mm×400mm×160mm混凝土试件,构成一个半无限的平面模型,进行了两组试件的比较.第一组试件直接暴露在阳光下,第二组试件暴露在空气中但有遮阳设施,这两组试件的大气温度与相对湿度等基本一致,但经风条件与遮阳条件不同.试验发现:第一组试件的表面产生了毛细裂纹,第二组试件则没有.温湿度观测值显示:第一组试件温度变幅很大,湿度梯度更大,第二组则相对较小.综合分析认为:过大的湿度梯度和过高的温度变幅是混凝土表面产生收缩和约束裂缝的决定性因素.

地中式混凝土油罐的数值模拟

对正在开展的战略石油储备 ,提出用地中预应力混凝土罐进行石油储存 .应用结构分析软件ANSYS对巨型混凝土单壁罐和双壁罐进行弹性分析 ,指出罐壁环向应力几乎全部由温度荷载造成 ,罐壁温度场和温度应力具有明显时间性 ,储油初期罐壁温差最大 ,96h后罐壁顶部拉应力达到最大 ;设置中间保温层后 ,内罐应力减小 ,外罐应力增大 ,应对内、外罐连接支墩做特殊设计 ,以满足罐壁温度变形 .

等温条件下混凝土质扩散系数研究(英文)

混凝土的质扩散系数(Dm)是混凝土材料的一种湿物性,它反映混凝土内部的湿份在空间上趋于均匀的能力。在混凝土温度保持不变的条件下,混凝土质扩散系数取决于材料的微观孔隙结构、初始含湿量的大小及其在空间上分布的均匀性。对同一种混凝土材料而言,混凝土质扩散系数强烈地依赖于混凝土内部的初始含湿率。本文首先从湿度扩散矩的概念上论证了混凝土的质扩散系数与其平均值(Dm)的关系;接着研究平均质扩散系数代替质扩散系数以后,混凝土湿度场的变化趋势;最后讨论了两种不同质扩散系数下混凝土干缩速度、干缩应变、非均匀干缩引起的约束应力等。以北方地区拆模后的大体积混凝土为例,计算了混凝土表面最大干燥应力与干燥深度,其成果可以为混凝土表面保护设计提供参考。

太阳辐射下碾压混凝土仓面温度仿真计算

碾压混凝土施工的仓面很大,混凝土暴露时间长,受太阳辐射的影响严重。模拟了4个3 m厚混凝土块的施工过程。就不同水泥品种,不同日际气温变化类型,不同浇筑季节,不同层间间歇时间,不同入仓温度等条件下的混凝土表面点与内部点温度过程进行了仿真计算。结果表明:日际气温变化类型与水泥水化热类型,不会干扰太阳辐射对碾压混凝土温度过程的影响;太阳辐射对混凝土的影响,主要随着混凝土层间间歇时间与浇筑季节的变化而变化。对于典型的层间间歇时间与浇筑季节,建立了入仓温度和浇筑温度的相关关系,提出了混凝土入仓温度降温有效率的概念。

具有宏观裂纹混凝土结构的起裂特性研究

具有宏观裂纹混凝土结构在荷载作用下裂纹是否会进一步扩展，是带裂纹工作的混凝土结构安全性能评价的重要课题。一方面要对混凝土结构应力状态进行现时观测与分析，另一方面要合理评价具有宏观裂纹混凝土结构的起裂特性。根据数批不同形式混凝土试件的试验结果，分析了混凝土起裂荷载／最大荷载、起裂韧度／断裂韧度与试件形式、相对初始缝长的关系，得出了一些有意义的结论。

大体积混凝土受寒潮袭击时半无限平面问题的无限平面化

在分析混凝土表面裂缝特点的基础上 ,针对受寒潮袭击中的大体积混凝土 ,提出表面裂缝问题的半无限平面假设。利用混凝土传热的延迟性质 ,研究了任意降温过程中半无限平面问题无限平面化的条件。采用叠加原理 ,提出了环境温度任意下降时混凝土表面温度及表层温度计算的新方法。利用 4 0 0mm× 4 0 0mm× 2 2 0mm块状试件 ,构造了混凝土表面开裂问题的半无限平面模型。在室外环境下 ,对混凝土表面温度与表层温度进行了连续测量 ,并对该方法进行了验证。试验结果表明 ,在环境温度单调下降的条件下 。

混凝土起裂韧度与断裂韧度的关系

本文首先简要地介绍了混凝土双 K断裂准则。通过对不同试件形式、不同试件尺寸、不同厚度、不同体积、不同初始裂缝长度下起裂荷载、起裂韧度与最大荷载、断裂韧度关系的统计分析发现 :起裂韧度与断裂韧度并不是两个独立的材料参数。在混凝土软化模式一定的前提下 。

沙牌碾压混凝土拱坝损伤开裂分析

碾压混凝土拱坝的温度裂缝与一般混凝土坝的温度裂缝有本质区别 .为了有效控制坝体开裂 ,要求分缝设计与应力场仿真分析密切结合 .因此进行了沙牌碾压混凝土拱坝三维非线性应力场的全过程仿真分析 ,在此基础上对拱坝在不同分缝情况下的损伤开裂行为进行了研究 .计算中考虑了温度荷载、自重、静水压力、混凝土徐变和自生体积变形等情况 .通过计算分析得出了沙牌碾压混凝土拱坝的开裂规律 ,为沙牌碾压混凝土拱坝的分缝设计提供了依据 .

碾压混凝土上下层结合面上初始温度赋值方法研究

本文首先对已有的多层板状结构温度场的解析解进行了分析，然后以此解析解为基础，比较了三种初值处理方法在各种浇筑温度与环境温度下的差别；最后推荐了碾压混凝土上下层结合面上温度初值赋值方法。

冬季早龄期混凝土表面保护时刻分析

通过仿真分析软件FZFX3D,以一个冬季开始混凝土浇筑的模型坝为例,计算了混凝土浇筑后表面一直裸露和浇筑后立即覆盖保温材料两种工况,分析了特定高程上混凝土的温度分布、热流量以及坝体整体温升,建议了冬季混凝土表面保护的最佳时刻。

碾压混凝土拱坝的发展

简述碾压混凝土材料的温度特性、变形特性和强度特性 ;介绍国内外碾压混凝土拱坝在结构设计方面的工程实践经验 .根据几座碾压混凝土拱坝温度场、应力场仿真分析的成果 ,分析碾压混凝土拱坝在温度控制方面面临的一些问题 ,讨论碾压混凝土拱坝在施工工艺上存在的某些局限性 .最后从材料性质、结构设计、施工措施等方面探讨碾压混凝土拱坝的发展趋势 .