基于平均成型温度法的大体积混凝土温度与应力场数值分析
计算物理
2025-04-01 v1
摘要
大体积混凝土在水利枢纽和交通基础设施等大型工程中发挥着至关重要的作用。由于其体积庞大且导热性差，养护过程中水化热的积累会导致不均匀的温度梯度和应力场分布，进而可能引发结构开裂。这一现象是水利大坝、桥墩与桥台、隧道衬砌及类似工程结构质量控制面临的关键挑战之一。为确保结构安全，必须在优化和控制温度应力场的同时计算温度变化。本文提出了一种计算零应力温度场的新方法，考虑了大体积混凝土在养护期间内部不同位置的温度历史和水化热释放增量，定义了平均成型温度场参数，进而求解温度应力场。选取了几种典型的水化热释放模型来校准平均成型温度的计算精度。基于仿真结果，将最优模型应用于实际工程案例研究，以验证所提方法的有效性。系统研究了浇筑温度、养护期间的环境温度以及尺寸厚度对温度引起应力的影响。此外，还将不同代表性点的应力变化与整体平均应力分布进行了比较。结果表明，该方法能更准确地评估由季节性温度变化引起的温度应力。本研究为确保大体积混凝土结构的长期服役安全提供了更可靠的计算依据。
引用
@article{arxiv.2503.23006,
title = {Numerical Analysis of Temperature and Stress Fields in Mass Concrete Based on Average Forming Temperature Method},
author = {Sana Ullah and Peng Wu and Ting Peng and Zujin Fan and Tianhao Long and Yuan Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23006},
year = {2025}
}