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大体积混凝土在现代工业和民用建筑中占据着重要的地位,特别是水工大体积混凝土结构,经常在短时间内进行大块体整体浇筑。这类结构在水泥水化过程中会释放出大量的水化热而引起混凝土温度升高,内表较大的温度梯度使结构产生温度应力,同时叠加干缩应力等而引起裂缝;这些裂缝常常给工程带来不同程度的危害,有的甚至危及建筑物的安全。因此,控制温度应力和温度裂缝,是大体积混凝土结构施工中一个重要的问题。本文针对这一问题,结合白沙水库水闸工程,对水工大体积混凝土结构温度应力及温控防裂进行了深入研究,主要内容有以下几个方面:1.利用有限元软件ANSYS强大的前后处理及计算能力精确模拟大体积混凝土施工过程,综合考虑混凝土弹性模量、水化热温升、气温、水温随龄期的变化,分层分块浇筑、后浇带技术等施工方法,实现混凝土结构温度场及应力场的有限元计算。2.考虑到混凝土水管冷却的复杂性及现有计算机性能在水管冷却混凝土有限元计算中的局限性,引入等效热传导方程对水管冷却混凝土进行仿真计算。3.考虑混凝土复杂的徐变特性,利用ANSYS开放的程序接口,采用VB语言编写用户子程序对其进行二次开发,实现在ANSYS中进行混凝土弹性徐变温度应力的增量计算。4.根据水工混凝土结构的特点,采用合理的湿度运移数学模型,结合初始条件和边界条件,综合考虑影响湿度扩散的各种因素,探讨湿度场计算中混凝土湿度扩散系数和表面水分交换系数的数学表达式;得出一套相对完整的混凝土湿度扩散及干缩应力的计算体系。5.结合白沙水库水闸工程,针对中小型水闸混凝土温控问题提出一套相对完善的水闸混凝土施工温控设计方法和在施工中进行动态控制的操作方案,达到不仅有效防止水闸混凝土出现温度裂缝,而且克服在施工中采取温控防裂措施盲目性的目的。整个理论研究与实际工程紧密结合,不仅从理论上对各种温控措施进行了深入研究,而且从实践上验证了理论的正确性,并积累了丰富的现场施工经验。