大体积混凝土温度场及温度应力的数值模拟

推导了数值模拟温度场计算理论、四种边界条件、生热率表达式以及温度应力的计算原理,利用ANSYS模拟了同种相变材料的不同配比下混凝土的温度场和应力场。结果表明,随着混凝土中相变材料掺量的增加,相变混凝土的温度变化幅度逐渐减小,这证明了相变材料抑制混凝土开裂的有效性,为大体积混凝土结构抗裂提供了一个新的优化方案。

带有冷却水管的混凝土温度场热学参数反演

由试验或经验公式求得的混凝土温度场计算参数,往往和施工现场实际参数有较大出入,给温度场仿真计算精度带来了不利影响。为此,研究了一种温度场计算参数的优化反演方法。根据实测温度资料,在考虑水管冷却效果的混凝土温度场有限元计算程序基础上,结合数学上的优化方法———复合形法,进行了混凝土温度场热学参数的反演。对三峡右岸地下电站引水洞衬砌混凝土热学参数反演的结果表明。

水管冷却混凝土温度场的精确计算与应用

简要介绍了基于水管与混凝土之间热量交换的能量守恒原理、水管冷却混凝土温度场的精确算法及有限元数值计算方法。算例和试验验证,该迭代方法具有很高的计算效率和精度。应用该精确算法为几个大坝仿真分析,均取得了很好的效果,证明该算法具有良好的工程应用前景。

水管冷却混凝土温度场分析

在文献[3]的基础上,基于冷却水管与混凝土之间热量交换的平衡原理,提出水管冷却混凝土温度场问题有限元求解的改进迭代算法。通过试验验证及在工程中的应用,说明该算法不但在理论上精确、严密,而且具有很高的迭代计算效率和计算精度。

天津高银117大厦多腔体异形钢管混凝土巨型柱C70大体积自密实混凝土温度场试验研究

天津高银117大厦多腔体异形钢管混凝土巨型柱C70大体积自密实混凝土单次浇筑体量大,水泥水化放热量巨大,造成混凝土绝热温升高、里表温差大,容易导致混凝土温度应力过大而发生开裂,影响巨型柱施工质量及力学性能。依托天津高银117大厦多腔体异形钢管混凝土巨型柱施工实际,通过模型试验监测分析巨型柱内部混凝土温度场分布规律,包括前3 d及28 d的温度变化、里表温差、表外温差、降温速率、绝热温升及降温系数,为实际施工中混凝土的热工计算、施工及养护措施的制定、低水化热混凝土的效果验证、混凝土温度应力及开裂指数的研究提供科学有效的数据。

混凝土温度场和应力场仿真计算中桩基的热学和力学参数等效系数研究

在大型水利工程的温度场和应力场仿真计算中,为了简化建模,对于埋设混凝土桩的情况,有时以桩和周围地基组成的长方体作为一个等效体代替桩基,其等效参数往往采用体积等效法取值,但其计算结果与工程实际存在一定的差异。为研究此问题,以某水闸工程作为计算模型,将桩、土基精细建模的计算结果作为精确解,与整体桩基等效后的计算结果进行对比分析,得到等效桩基的热学参数等效系数α和力学参数等效系数β,等效桩基的力学参数等效系数β和土基的弹性模量成线性关系,等效桩基的热学参数等效系数α取值范围为[0. 8,1. 0]。此结果可为实际应用提供参考。

混凝土水管冷却温度场的计算方法

针对混凝土水管冷却温度场的计算问题,在目前用有限单元法迭代算法近似求解的基础上,根据水管与混凝土之间热量交换的平衡原理,提出了一种新的计算方法,并且数学上完全严密。采用该方法和文中所建议的沿程水管边界单元的搜索技巧,可以方便地严格模拟实际工作中蛇形水管的走向,提高计算精度。同时,针对实际工程中为提高温度场和温度应力场的计算精度带来计算量大的问题,提出了利用有限单元法的并行计算技术以及子结构技术两种方法,降低计算规模。

基岩冻结新型单层井壁现浇混凝土温度场实测研究

以呼吉尔特矿区葫芦素副立井为工程实例,对国内首个基岩冻结新型单层井壁现浇混凝土温度场开展了现场实测研究,对新型单层井壁的防冻害、防裂技术进行了讨论。研究结果表明:在取消泡沫塑料保温层、现浇混凝土与冻结基岩直接接触的条件下,通过适当增加冻结管至井帮距离、提高井帮温度的方法,可保证新型单层井壁在强度增长期免受冻害,葫芦素副立井实测的全断面正温养护时间≥26.7 d。采用微膨胀混凝土技术、"竖筋预紧"等方法在现浇混凝土中施加预压应力,可部分抵消井壁因温度变形产生的拉应力,葫芦素副立井井壁防裂效果良好。

混凝土和建筑外壁面温度场热学计算中的热交换系数的取值研究

热交换系数源于牛顿冷却定律,是混凝土温度场控制技术理论和建筑热工物理学上的重要参数,对揭示温度场的内在本质关系和变化规律有重要的意义,本文研讨混凝土浇筑过程与外界空气直接接触产生热交换时的换热系数的取值范围及风速对热交换系数所产生的影响,分析研究各种热交换系数和数学模型,指出理论上求解的困境,提出应加以注意的若干问题,根据传热学原理,利用传热系数的计算公式间接类比转化求得一个新的计算热交换系数的公式,探讨了相似理论和量纲分析原理及实验方法建立可求解热交换系数数学模型的可能性,为混凝土温度场效应分析正确选取热工参数的取值提供理论依据。

非大体积混凝土冬季施工温度场计算理论(俄)Б.Г.Скрамтаев公式及其诱导公式的分析与随想

混凝土冬季施工的关键技术核心是混凝土温度场的热工计算。20世纪80年代以前国内主要习用苏联Б.Г.Скрамтаев(Б.Г斯克拉姆塔耶夫)公式;20世纪80年代后主要采用中国吴震东公式。本文从理论上研讨Б.Г.Скрамтаев公式的起源和推导的思路,对及其诱导公式也作了客观、公正的分析和评价,指出了不足之处,提出了不同的意见和看法,对吴震东方程作了简略的介绍,综合论述了国内外文献在研究(俄)Б.Г.Скрамтаев公式和(中)吴震东方程所取得的重要成果,这对加强自然科学学术争鸣,促进基础科学原始创新有极大的好处和裨益。

关于“混凝土水管冷却温度场的计算方法”的讨论

我刊在 2 0 0 3年第 2期上发表了河海大学朱岳明、徐之青等撰写的“混凝土水管冷却温度场的计算方法”一文后 ,收到了中国水利水电科学研究院朱伯芳院士的来信 ,朱院士对朱岳明等的文章中的某些说法及计算方法提出了不同的意见及建议。为深入开展对混凝土水管冷却温度场计算方法的研究 ,现将朱伯芳院士的来信原文刊发 ,供从事该项研究工作的广大科研人员参考。

基于可变容差法碾压混凝土坝温度场反分析研究

大体积混凝土温度计算模型和热学参数的准确性直接影响温度场仿真计算的成败,而精确地进行温度计算所需的一些材料参数往往不易直接测得,需要根据一些易测得的量进行反求。基于三维瞬态温度场有限元求解理论与反问题理论,建立了混凝土三维瞬态温度场反问题求解数值模型。运用可变容差法寻求非线性反演问题全局最优解,只需要若干点的温度实测值便可实现混凝土多个热学参数如绝热温升、导温系数及表面放热系数等的同时反演,算例对该反演方法的反演精度及数值稳定性给出了满意的证明。

冷却水温对大体积混凝土温度应力的影响

大体积混凝土在浇筑过程中,水化热所产生的温度应力极易造成温度裂缝,采用水管冷却措施可有效降低温度应力。但使用过低温度的冷却水,容易造成混凝土出现冷击现象而产生裂缝。本文通过研究不同情况下的温度应力变化规律,分析不同冷却水温和不同冷却措施对混凝土温度应力的影响,为合适的冷却水温和冷却措施提供参考。研究结果表明,常规的恒定冷却水温容易造成混凝土的冷击现象,采用小温差、多期缓慢冷却的方式可更好地避免冷击现象的产生。

大体积粉煤灰混凝土水闸墙温度场分析

从某大体积粉煤灰混凝土水闸墙现场监测温度出发,分析了大体积粉煤灰混凝土温度场的计算原理,利用有限元软件对该水闸墙的温度场进行了有限元数值模拟分析。

混凝土箱梁截面稳态温度场的径向基函数配点法反演

为了解决混凝土箱梁温度效应分析过程中,对箱梁温度场进行仿真时,边界条件难以确定的问题,采用一种基于节点建模的无网格法数值计算理论,并基于无网格法理论的配点法,建立混凝土箱梁径向基函数配点法模型,对混凝土箱梁截面的稳态温度场反分析进行研究.研究结果表明,径向基函数配点法不仅能有效对混凝土箱梁温度场进行数值分析,而且能对缺失边界条件的混凝土箱梁温度场进行直接计算,无网格计算结果和有限元法结果吻合度较高.

水泥混凝土桥梁沥青铺装层温度场分布特性分析

对水泥混凝土桥梁沥青混凝土铺装层高温季节及低温季节的温度场分布特性进行深入分析,得到了一些有益的结论,可为桥面铺装层结构设计及铺装层材料选择提供一定参考。

重力坝的随机温度场初探

由于施工期和运行期各种随机因素的影响 ,使重力坝温度场成为随机 .本文综合考虑了环境温度(包括气温和库水温度 )、混凝土绝热温升、入仓温度以及混凝土和基岩的热学参数随机性的影响 ,基于随机有限元法 ,给出了重力坝随机温度场的计算方法 ,对一典型重力坝按给定的施工进度模拟分层浇筑施工过程 ,对施工期及运行期前期的随机温度场进行了计算 ,并得出了一些有益的结论 .

DTS在RCC薄拱坝温度场监测中的应用

简要介绍了分布式光纤传感技术测温系统(DTS)的工作原理,通过监测云南万家口子RCC薄拱坝4#坝段混凝土浇筑期间产生释放水化热的温度场变化过程。结果表明,万家口子RCC薄拱坝4#坝段1 298 m高程的碾压混凝土浇筑仓面,混凝土浇筑后6 d,坝体内部上游面混凝土水化热温度达到最高值,为43.3℃;坝体内部下游面温度达到最大值,为40.8℃;22 d后薄拱坝坝体内部混凝土水化热温度逐渐下降随后趋于稳定。

闸首底板热学参数反演分析与温度场预测

大体积混凝土热学参数的准确性直接影响混凝土温度场、应力场仿真计算的成败。由试验或经验公式求得的混凝土温度场热学计算参数,往往和施工现场的实际参数有较大出入,给温度场仿真计算精度带来了不利影响。通过对闸首底板不同部位埋设温度计进行实时测量,通过实测数据进行仿真反演分析以获取混凝土的热学参数;把反演分析得到的热学参数进行温度场预测,用于指导下一步施工和养护措施。通过对某船闸底板热学参数反演的结果表明,此法是可行的。

DTS在万家口子水电站大坝温度场监测中的应用

采用分布式光纤传感温度测量系统(DTS)技术,监测云南万家口子水电站4号坝段浇筑过程中水化热产生的混凝土温度场变化。监测数据结果与常规温度计测量结果十分接近,说明采用DTS技术监测的结果可靠。该技术克服了传统点温计测量的不足,能够实现实时连续监测温度值。