振动台阵基础大体积混凝土温度应力的监控与分析

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振动台基础是在振动台台面工作时为其提供反力的装置,基础的浇筑质量与整个振动台系统能否正常工作有着密不可分的关系。某高校即将建设一个大型多功能振动台阵实验室,振动台阵基础采用开口槽道形,台面可在槽道内任意平移和拼装,台阵基础为面积约为1288m~2,基础厚度为8m,混凝土浇筑总方量约为5800m~3,属于大体积混凝土结构。对大体积混凝土结构的研究一直是国内外的研究热点,但是大部分研究者的侧重点都是放在水利大坝、大型房建基础、道桥工程等方面,而针对振动台基础大体积混凝土温度场及应力场的研究相对较少。因此研究振动台基础大体积混凝土温度场和应力场的分布情况,并对振动台基础大体积混凝土结构温度裂缝的防控措施进行更加深入的研究很有必要。本文以某高校建设的大型多功能振动台阵实验室的振动台阵基础为研究对象,通过有限元分析软件MIDAS/FEA对台阵基础分层浇筑与整体浇筑时施工期温度应力进行了仿真模拟,结果表明进行分层浇筑的台阵基础大体积混凝土中没有出现温度应力超出其相应龄期抗拉强度的情况,而采用整体浇筑的方式进行施工时,混凝土有开裂的风险;在此基础上分析了工程中几种常用的温控措施,为台阵基础的浇筑工作提供了理论依据。在台阵基础完成第二次浇筑工作后,对台阵基础侧墙进行了施工期温度的实时监测工作,并对实测数据进行了整理分析,为全面了解台阵基础侧墙的温度场分布情况提供了定量数据;并将实测数据与MIDAS/FEA计算数据进行了对比分析,结果表明,二者的的温度场分布情况吻合较好。文章最后选取了台阵基础侧墙中的某一特征部分建立了有限元分析模型,以有限元分析软件ANSYS对其进行了考虑钢筋作用下的大体积混凝土温度场和应力场的仿真分析,分析内容包括内部配筋、配筋率和钢筋直径对大体积混凝土温度场和应力场的影响情况,结果表明,在大体积混凝土中配置适量的钢筋一方面可以改善混凝土的热学性能;另一方面也可以改善配筋后混凝土的力学性能,最后分析了钢筋对大体积混凝土温度场和应力场的作用。本文的研究成果对于其它振动台阵基础大体积混凝土结构的温度裂缝防控工作具有一定的理论和实践价值,为振动台阵基础大体积混凝土的浇筑工作提供了借鉴意义。
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