[发明专利]一种大体积混凝土温控优化方法

说明书

一种大体积混凝土温控优化方法，即采集混凝土浇筑全过程的温度和位移历程数据；浇筑试验用混凝土试件；模拟大体积混凝土温度和位移变化历程；进行不同约束度的温度应力试验，获取混凝土约束应力历程及混凝土材料参数；建立与混凝土温度应力试验设备尺寸一致的有限元模型，反演混凝土材料参数；建立大体积混凝土有限元模型，仿真计算混凝土当期开裂风险系数；若计算的开裂风险系数不满足抗裂要求，调整混凝土约束应力试验设备输出的温度，重复上述步骤，直至开裂风险系数满足抗裂要求为止；将满足混凝土抗裂要求的温度历程数据返回至大体积混凝土现场温控系统，调整大体积混凝土温度历程与优化结果一致，保证大体积混凝土浇筑全过程的抗裂安全性。

技术领域

本发明涉及一种大体积混凝土温控优化方法，考虑到大体积混凝土温度变化对混凝土材料参数以及开裂风险系数的影响，本发明提出了一种优化控制大体积混凝土温度变化的方法。

背景技术

众所周知，混凝土浇筑后会产生多种变形，特别是，对于大体积混凝土(例如大坝混凝土)而言，由于水化热引发的温度变形是影响大体积混凝土开裂的重要因素，混凝土开裂对混凝土浇筑形成的整体结构的安全性会产生严重的影响。

如图1所示，当前，对大体积混凝土温控措施的规范只规定了混凝土的允许最大温差，以及最高日降温速率限值。由于规范内容简单导致某些大体积混凝土工程在施工过程中仍然出现温度变化引发的开裂问题；且，业界内也没有更好的如何控制大体积混凝土温度变化避免引发开裂的方法。

同时，对于实际大体积混凝土温度超过标准要求的工程，其安全性的评价方法也不严谨，评价结果不准确。当前，人们对大体积混凝土安全性(即开裂风险)的评价方法主要采用数值计算的方法，即通过输入静态的大体积混凝土材料参数计算得出大体积混凝土开裂风险系数。这种方法的弊端是：忽视了大体积混凝土的温变历程对现场大体积混凝土材料性能发展的影响，导致评价结果(即开裂风险结果)不准确！

由于大体积混凝土的断面较厚，水化产生的热量难以及时散失，因此大体积混凝土内部温度历程与表面温度历程并不一致，而温度变化过程对混凝土材料参数(例如弹性模量、徐变系数、线膨胀系数和抗拉强度)的发展具有重要影响。而当前，评价大体积混凝土开裂风险的数值仿真计算采用的混凝土材料参数全部来源于实验室内的恒温养护条件下的试验结果，由此得到的大体积混凝土材料参数与实际养护温度条件下的大体积混凝土的性质存在较大的差异，这势必会影响对大体积混凝土开裂风险的评估精准度。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种大体积混凝土温控优化方法，该方法考虑到大体积混凝土温度变化对混凝土材料参数以及开裂风险系数的影响，不断地调整大体积混凝土的温度，从而使大体积混凝土的温度变化对其开裂风险影响降到最低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大体积混凝土温控优化方法，它包括如下步骤：

S1：采集大体积混凝土浇筑全过程的温度历程数据和位移历程数据；

S2：按照现场大体积混凝土的实际配比向混凝土温度约束应力试验设备中浇筑试验用混凝土试件；

S3：将步骤S1采集的温度历程数据和位移历程数据输入到混凝土温度约束应力试验设备中，实验室模拟真实的大体积混凝土温度变化历程和位移变化历程；

S4：启动混凝土温度约束应力试验设备的位移约束系统，对温控条件下的混凝土进行不同约束度的温度应力试验，获取混凝土约束应力历程；对相同温控条件下的混凝土进行轴向拉伸试验，以获取大体积混凝土的抗拉强度参数f_t；

S5：通过仿真软件建立与混凝土温度应力试验设备尺寸一致的有限元分析计算模型并划分有限元网格；输入步骤S1采集的温度历程数据和位移历程数据，计算混凝土约束应力理论值，并与步骤S4得到的约束应力试验值比较，反演混凝土材料参数；