大体积混凝土水化热及应力分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

大体积混凝土结构已广泛应用于土木工程领域，特别是桥梁工程中。大体积混凝土存在浇筑方量大、尺寸宽厚、水化热温度高、易产生温度裂缝等特点。在混凝土处于边界约束状态时，当内外温差过大或混凝土处于降温期时，温度收缩变形时将产生温度收缩应力，导致混凝土收缩裂纹的产生。裂缝的产生将会严重影响了工程的质量和进度；影响混凝土的耐久性和安全使用；降低结构防水性；影响结构的耐久性和使用寿命等。因此，分析桥梁结构中的大体积混凝土结构水化热温度场及应力场空间分布规律,对预防温度裂缝的出现，提高工程的可靠性和耐久性具有非常重要的工程意义和经济意义。

同时，为了满足实际工程需要，降低混凝土内外温差，减少温度裂缝，保证混凝土结构的耐久性，就一定要考虑施工及运营过程中大体积混凝土水化热效应的影响。应严格的做好大体积混凝土的温度控。可见大体积混凝土水化热产生温度裂缝的问题对结构稳定性影响的重要性。同时,也说明实际工程对大体积混凝土水化热产生的温度应力及温度裂缝问题进行研究的必要性。

2. 研究的基本内容与方案

大体积混凝土硬化过程中，混凝土内部化学反应生热导致混凝土自应力较大超出容许值而产生裂缝。开展水化热场理论分析，研究减少大体积混凝土水化热影响的技术措施，为工程顺利实施奠定良好基础。通过理论计算结合一般特性得到混凝土承台温度场理论值，本文的主要研究内容如下：详述了温度场和应力的基本理论，并查阅相关文献解释了温度场相关参数的理论意义，讨论了混凝土水化热与各参数之间的关系，最终根据现场实际情况确定相关参数。依据实际工程，利用midasfea建立混凝土有限元模型，计算出混凝土水化热的温度场和应力场，并把分析结果与实测数据进行对比，验证模型的合理性。通过分析计算结果，总结温度场和应力规律，探讨混凝土水化热对开裂的影响。探讨影响混凝土水化热的因素，其中包括入模温度、水泥用量、水泥品种、冷却和内部环境等。分析不同因素下混凝土顶板的温度场和应力，探讨造成其结果差异的原因，最终提出相应的温控措施。

温度应力过大是大体积混凝土产生温度裂缝的原动力，通过控制温差引起的温度应力可有效避免大体积混凝土出现裂缝。影响大体积混凝土温度裂缝的因素有原材料的选择、配合比的设计、入模温度、冷却措施冷却管的设置与流速、环境温度表面养护等，分析控制这些因素来减小大体积混凝土、温度应力的方法。结合工程实例建立有限元模型，根据温度场计算结果，分析并总结温度场整体分布情况和温度发展规律、温度分布情况，分析分层浇筑、拆模和停止通水对温度场的影响。对比温度监测结果和计算结果，分析误差来源，判定有限元模型的准确程度。根据温度应力计算结果，分析混凝土表面拉应力分布情况和发展趋势、大体积混凝土温度应力分布和内部特征点温度应力变化情况，为施工和温控工作提供参考。

拟采用的技术方案

3. 研究计划与安排

第1周收集了解大体积混凝土施工特点、混凝土水化热温度场及有害裂缝产生的原因等方面文献资料，熟悉有关分析软件

第2周结合背景项目设计文件，收集掌握有关施工工艺及环境条件资料

第3周根据本题的要求，整理本题研究思路，编排后续研究进度，提出开题报告

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

1. 李宝春主编.桥梁工程［m］，人民交通出版社，2013.

2. 交通部部颁标准.公路工程技术标准（jtgb012003）［s］,北京:人民交通出版社，2003.