摻MgO微膨脹混凝土結構的溫度應力及其有效應力法研究.pdf

1、本文綜述了大體積混凝土MgO筑壩技術發(fā)展現(xiàn)狀,在深入研究MgO膨脹機理的基礎上,對現(xiàn)有計算方法進行了探討,利用細觀力學的隨機顆粒模型方法和基于Biot有效應力的多場耦合/半耦合理論對摻MgO微膨脹混凝土結構溫度應力問題進行了系統(tǒng)的研究.全文的重點在理論、方法以及在工程中的運用.論文的主要研究內(nèi)容如下:論文首先介紹了常規(guī)摻MgO混凝土溫度應力分析的基本理論和計算方法,展示了常規(guī)摻MgO混凝土溫度應力分析的有限元方法——初應變法,編寫了相應

2、的計算程序,據(jù)此對龍灘碾壓混凝土重力壩摻MgO的溫度應力進行了仿真計算.對MgO混凝土的自生體積變形曲線的數(shù)學表達式進行了深入的討論,建議用表格插值法直接得到MgO隨時間、溫度變化的膨脹量.并對現(xiàn)有常規(guī)計算方法存在的幾個重要問題提出了自己的看法.對影響混凝土溫度應力的主要因素——混凝土絕熱溫升進行了試驗研究.采用先進的儀器設備測定混凝土的水化熱絕熱溫升,設計出合理的實驗裝置來測量混凝土絕熱溫升.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.采用實驗與數(shù)值計算相結合的方法,提出了溫度補償修正因子,使得所的結果更符合實際.不同區(qū)域MgO的膨脹量對結構整體的影響和對延遲膨脹的時間加以控制是外摻MgO微膨脹混凝土技術的兩個關鍵問題.本文深入研究外摻MgO混凝土澆筑塊溫度應力的時空效應,比較不同部位、不同澆筑層MgO摻率對溫度應力的影響.根據(jù)研究結果,提出了摻MgO混凝土結構設計的"要摻—齊摻,而且摻量應接近"的原則.采用細觀力學中相關模型的思想,對摻MgO混凝土的膨

4、脹作用進行了細觀分析,提出了摻MgO砂漿膨脹法,即在細觀層次上,區(qū)分砂漿與骨料膨脹的差別,計算摻MgO微膨脹混凝土的溫度應力.指出基于整體開裂概率指標,MgO砂漿膨脹法可作為判斷摻MgO混凝土結構的實際工作狀態(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力解法,建立了相應的支配方程及其邊界條件,詳細推導了相應的有限元計算公式.用類比的方法確定"膨脹擴散流"方程的邊界條件.編制了相應的有限元程序,在此基礎上進