大体积混凝土水化热温度场数值模拟

《大体积混凝土水化热温度场数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com2010年第5期混凝土与水泥制品2010N0510月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPRODUCTS0ctober大体积混凝土水化热温度场数值模拟刘睫，陈兵(上海交通大学土木系，20240)摘要：水泥水化热导致大体积混凝土开裂的现象在工程中不容忽视。结合云南糯扎渡水电站大坝心墙区垫层混凝土施工，应用有限元软件ANSYS对整个计算过程进行较为全面的分析和介绍，对大体积混凝土在浇筑后30d龄期内的温度场进行模拟，计算混凝土内部及表面温升曲线。在此基础上采用铺设冷水管的温控措施

2、，有效控制了混凝土内部最高温度及内外温差，达到了防止出现温度裂缝的目的。关键词：水化热；温度场；数值模拟；温控措施Abstract：Thehydratedheatofcementwillcausetemperaturecracksinmassiveconcrete．Inthispaper，afiniteelementmodelisestablishedbasedontheconstructionofthecushionconcreteinthedamcorewallareaofYunnanNuozhaduHydropo

3、werStation．AndUS．ingthismodelandthesoftwareANSYS，thehydratedheattemperaturefieldofthemassiveconcretein30daysissimulatedtocalculatethetemperature-risecurvesofinnerandSUEfflCCpartoftheconcrete．Accordingtotheresult，themethodcalledwaterpipecoalingis印一pliedtocontrolt

4、hetemperaturedifferenceandtopreventthetemperaturecracksaswel1．Keywords：Hydratedheat；Temperaturefield；Numericalsimulation；Temperaturecontrolmeasures中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1000-4637(2010)05-15—05O前言于整个建模及计算过程中参数的选取往往缺乏系统性大体积混凝土由于施工面积大，水泥水化过程产介绍。本文结合云南糯扎渡水电站大坝水利工程垫

5、层生的大量水化热不容易散发，在其内部积聚，由此造成混凝土水化热温度场的计算，对应用ANSYS软件计算内部温度不断上升。而混凝土表面由于与空气接触散的整个过程进行系统性分析介绍，通过与实测结果比热较快，从而使内外截面产生温度梯度进而产生裂缝。较，检验模型及参数的合理性；并根据温控要求，提出这种裂缝一般较深，有时是贯穿性的，会对结构造成很合理的温控措施，有效控制混凝土内部最高温度及内大危害，因而在设计和施工过程中应对混凝土的水化外温差。整个计算过程无需使用APDL语言，完全通过热给予足够重视。界面操作实现，简单便捷。大体积

6、混凝土浇筑过程中影响内部温度场的因素1基本理论有很多，如施工条件、环境温度、浇筑温度、浇筑层厚1．1瞬态热分析理论度、温度控制措施等。虽然规范中有针对混凝土浇筑过混凝土内部温度场计算的实质是热传导方程在特程中内部最高温度的计算公式，但是由于其无法全面定边界条件和初始条件下的求解，整个传热过程为瞬考虑外部影响因素，而且无法求得混凝土内外温差，因态传热。三维瞬态温度场的热传导方程为Il】：而在使用过程中受到局限。采用大型有限元软件AN—+㈩SYS计算施工过程中的温度场不仅可以较为准确地模拟施工过程中各种条件(包括浇筑过程模

7、拟，环境温式中入为导热系数，单位为kJ／m·h·oC)；c为比度、初始条件和边界条件的施加，水化生热模拟，温控热，单位为kJ／(kg·oC)；t为时间，单位为h；P为密度，单措施等)产生的影响，而且可以充分考虑各个条件随时位为kg／m；0为混凝土的绝热温升，单位为lrJ／l(g。间的变化规律。软件应用的关键在于单元的选择、网格求解方程过程中初始条件具体可分为以下两类：划分以及环境温度、水化热生热率、表面放热系数等时④t=O时，温度场是坐标的已知函数，用T(x，Y，z，0)=To(x，变参数的选取，这些参数直接影响计算的

8、准确性。现行y，z)表示；②t=0时，初始的温度分布是常数，用T(x，Y，z，的相关研究多侧重于理论研究及计算结果的分析，对O)=T0=const表示。边界条件可分为三大类：第一类边界条件，物体边资助内容：本论文受先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学)开发基金(K201002)资助。界上的温度函数已知：T=f(x，Y，Z，t