大体积混凝土温控防裂相关问题研究

论文摘要

随着我国经济及工程技术的进步,特别是近年来国家对于水利行业的大力扶持,水利基础设施建设发展迅速。大体积混凝土在水利建设中应用广泛,占据着重要地位,但大体积混凝土由于体积庞大、一次浇筑混凝土量大、工程条件复杂等,导致其在固化过程中会释放出大量的水化热而使结构产生温度变化,进而导致温度应力的产生,若施工过程中采取措施不当,则极易产生各种结构裂缝,轻者会影响混凝土结构的外观及耐久性,重者则会影响混凝土本身的力学性能,威胁整体结构的安全。本文首先阐述了大体积混凝土温控防裂的研究背景和国内外研究现状,总结温度裂缝产生的原因、特点及危害；结合混凝土及有限元基本理论,仿真模拟计算了不同工况下混凝土结构的温度场和应力场变化规律,在此基础上,提出了施工动态预测及反馈分析的方法,并对影响大体积混凝土温度裂缝的各种因素进行了简单研究和讨论,取得了以下主要研究成果：1、各种工况下混凝土结构的仿真模拟。应用有限元分析软件仿真模拟不同工况下大体积混凝土结构的施工过程,探讨了闸墩底板混凝土在不同浇筑厚度、不同浇筑宽度及掺加铁丝纤维等工况下,混凝土结构的温度场和应力场变化规律,得出了一些有益结论,对工程施工起一定的指导作用。2、施工动态预测及反馈分析。结合实际工程提出一套相对完善的施工动态预测及反馈分析方法；通过现场实测数据进行预处理和跟踪分析,采用基于蚁群算法的灰色系统理论对实测数据进行快速实时预测和反馈分析,以对后续施工进行相应预报。通过监测、预测和反馈于一体的分析技术指导后期施工过程,及时制定有效的变更方案和防护措施,保证整体施工的安全稳定运行。3、混凝土裂缝综合评价。为保证混凝土结构在施工、运行期不出现裂缝,基于混凝土相关理论研究及工程实践,采用层析分析法对影响混凝土温度裂缝的各种因素进行综合分析,最后给出各因素的相对重要程度排序,对工程施工措施的制定提供相应的理论参考依据。最后,总结本文研究成果,对本文尚未深入讨论、研究解决的问题进行了展望,以期对后续工作有所帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题提出及研究意义
• 1.2 混凝土温度裂缝简述
• 1.2.1 混凝土裂缝基本概念
• 1.2.2 温度裂缝产生的原因
• 1.2.3 温度裂缝的特点
• 1.2.4 温度裂缝的危害
• 1.3 国内外温控防裂研究现状
• 1.4 研究的主要内容与技术路线
• 1.4.1 研究的主要内容
• 1.4.2 研究的技术路线
• 1.5 本章小结
• 2 混凝土及有限元基本理论
• 2.1 热传导基本原理
• 2.2 非稳定温度场计算原理
• 2.2.1 温度场理论
• 2.2.2 混凝土热学参数
• 2.3 非稳定应力场计算原理
• 2.3.1 弹性温度应力计算
• 2.3.2 徐变温度应力计算
• 2.3.3 混凝土力学参数
• 2.3.4 徐变温度应力算例
• 2.4 有限元软件简介
• 2.5 本章小结
• 3 某工程有限元计算分析
• 3.1 工程概况
• 3.2 不同浇筑厚度下底板混凝土计算分析
• 3.2.1 温控措施
• 3.2.2 仿真模拟计算
• 3.2.3 计算参数选取
• 3.2.4 模型建立
• 3.2.5 温度场计算结果及分析
• 3.2.6 应力场计算结果及分析
• 3.3 不同浇筑宽度下底板混凝土计算分析
• 3.3.1 温度场计算结果及分析
• 3.3.2 应力场计算结果及分析
• 3.4 掺加铁丝纤维时底板混凝土计算分析
• 3.4.1 温度场计算结果及分析
• 3.4.2 应力场计算结果及分析
• 3.5 温控与防裂措施
• 3.6 本章小结
• 4 施工动态预测及反馈分析
• 4.1 动态监测及反馈分析原理
• 4.2 灰色系统理论简介
• 4.2.1 GM（1,1）模型
• 4.2.2 Verhulst模型
• 4.3 蚁群算法简介
• 4.3.1 基本原理
• 4.3.2 基本模型
• 4.3.3 算法特点
• 4.4 基于蚁群算方法的灰色理论
• 4.5 工程应用
• 4.6 本章小结
• 5 混凝土裂缝综合评价
• 5.1 层次分析法
• 5.1.1 基本理论
• 5.1.2 优点与缺陷
• 5.2 工程应用
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
• 致谢