摻MgO微膨脹混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力及其有效應(yīng)力法研究.pdf

1、本文綜述了大體積混凝土MgO筑壩技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,在深入研究MgO膨脹機(jī)理的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有計(jì)算方法進(jìn)行了探討,利用細(xì)觀力學(xué)的隨機(jī)顆粒模型方法和基于Biot有效應(yīng)力的多場(chǎng)耦合/半耦合理論對(duì)摻MgO微膨脹混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究.全文的重點(diǎn)在理論、方法以及在工程中的運(yùn)用.論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:論文首先介紹了常規(guī)摻MgO混凝土溫度應(yīng)力分析的基本理論和計(jì)算方法,展示了常規(guī)摻MgO混凝土溫度應(yīng)力分析的有限元方法——初應(yīng)變法,編寫了相應(yīng)

2、的計(jì)算程序,據(jù)此對(duì)龍灘碾壓混凝土重力壩摻MgO的溫度應(yīng)力進(jìn)行了仿真計(jì)算.對(duì)MgO混凝土的自生體積變形曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行了深入的討論,建議用表格插值法直接得到MgO隨時(shí)間、溫度變化的膨脹量.并對(duì)現(xiàn)有常規(guī)計(jì)算方法存在的幾個(gè)重要問(wèn)題提出了自己的看法.對(duì)影響混凝土溫度應(yīng)力的主要因素——混凝土絕熱溫升進(jìn)行了試驗(yàn)研究.采用先進(jìn)的儀器設(shè)備測(cè)定混凝土的水化熱絕熱溫升,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量混凝土絕熱溫升.研究絕熱溫升隨水泥用量、配合比、添加劑等因

3、素變化的規(guī)律.采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法,提出了溫度補(bǔ)償修正因子,使得所的結(jié)果更符合實(shí)際.不同區(qū)域MgO的膨脹量對(duì)結(jié)構(gòu)整體的影響和對(duì)延遲膨脹的時(shí)間加以控制是外摻MgO微膨脹混凝土技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題.本文深入研究外摻MgO混凝土澆筑塊溫度應(yīng)力的時(shí)空效應(yīng),比較不同部位、不同澆筑層MgO摻率對(duì)溫度應(yīng)力的影響.根據(jù)研究結(jié)果,提出了摻MgO混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的"要摻—齊摻,而且摻量應(yīng)接近"的原則.采用細(xì)觀力學(xué)中相關(guān)模型的思想,對(duì)摻MgO混凝土的膨

4、脹作用進(jìn)行了細(xì)觀分析,提出了摻MgO砂漿膨脹法,即在細(xì)觀層次上,區(qū)分砂漿與骨料膨脹的差別,計(jì)算摻MgO微膨脹混凝土的溫度應(yīng)力.指出基于整體開裂概率指標(biāo),MgO砂漿膨脹法可作為判斷摻MgO混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)的有效方法之一.首次提出了基于Biot理論的摻MgO微膨脹混凝土溫度有效應(yīng)力解法,建立了相應(yīng)的支配方程及其邊界條件,詳細(xì)推導(dǎo)了相應(yīng)的有限元計(jì)算公式.用類比的方法確定"膨脹擴(kuò)散流"方程的邊界條件.編制了相應(yīng)的有限元程序,在此基礎(chǔ)上進(jìn)