大体积混凝土温度数字化仿真与监测技术开发与应用

资料大小：900KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-11-21

资料介绍

大型地基基础工程一般都有特大的混凝土基
础底板或承台，厚度可达 4 m 以上，体积超过上
万立方米．大体积混凝土结构截面大，水泥的水化
热大。混凝土温度内高外低，形成了温度梯度，
使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表
面的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，产生表
面裂缝；在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降
温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起
的体积收缩变形，受到地基和其它结构边界条件
的约束时，引起的拉应力超过混凝土极限抗拉强
度时就可能产生贯通整个截面的裂缝。因此，在
大体积混凝土施工中，必须采用先进的技术手段
来监测和分析混凝土温度场，进而有针对性地选
择合适的温控措施，从而确保混凝土不开裂。
数字化模拟仿真分析是随着计算机技术和有
限元技术发展而发展起来的一门技术。数字化模
拟仿真分析借助计算机的计算分析具有效率高、
先验性和解决问题能力强等优点。目前，各种大
型通用有限元软件如 ABAQUS、ADINA，以及其
它大量的专业分析软件如 SAP、MIDAS等的发展
和应用为工程数字化模拟仿真分析提供了条件，
尤其在设计上，解决了诸多问题，同时也为其工
程施工领域奠定了基础。
本文引入数字化仿真和监测技术，为大体积
混凝土温控措施的依据，以及温度控制效果分析
提供两种手段，从而使大体积混凝土技术和质量
收稿日期：2014—05—13
作者简介：冯凯 (1976一)男，江苏苏州人，博士，高级经济师
从事工程施工技术主数据规划和工程管理数字化工作。
控制能力和效率得以提高，并为有关分析研究提
供理论和实践方法。
1 大体积混凝土温度场有限元仿真理论选择
混凝土的温度场首先基于热传导原理，并借
助有限元理论、采用有限元软件进行分析预测。
1．1 热传导方程
早期混凝土内部温度场分布随龄期的变化，
可以视混凝土为均匀、正交各向同性材料，所以
三维热传导方程可以表示为：