一、导热性能各向异性对碾压混凝土坝温度场的影响（论文文献综述）
韩燕华[1]（2019）在《温度对混凝土热学力学特性影响的宏细观研究》文中提出基础设施互联互通是“一带一路”建设的优先发展领域,由于“一带一路”跨越国家多地区广,自然气候、地形地质、经济文化等方面具有多样性、复杂性和不确定性等特点,沿线国家气候变化对基础设施的影响应作为基础设施建设中考虑的重要问题。环境温度变化影响水泥的水化作用速度和各项性能发展水平,细观组成的不均匀性使得混凝土的强度和变形更加复杂,变化幅度和性能指标离散性增大,且随着时间和环境条件的变化,混凝土材料的热、力学性能也会发生变化。因此,围绕环境温度对混凝土热、力学性能的影响和发展规律等关键问题开展相应研究工作,对“一带一路”基础设施建设具有非常重要的理论指导和现实意义。论文以甘肃省兰州地区的气温统计资料为例,基于宏观、细观层次,从全过程（浇筑-养护-成熟）的角度,围绕复杂环境温度下混凝土热、力学性能演化规律及影响机理这一关键科学问题开展室内试验和数值模拟研究。通过力学试验分析环境温度对混凝土强度形成的影响,建立考虑温度因素的混凝土强度数学模型;利用工业CT扫描仪,从细观层次揭示不同温度、龄期、荷载时混凝土内部结构的演化和强度发展的特点,再应用MatchID软件和计算机图形学原理的算法将不同时刻的CT扫描切片图像转换为位移、应变云图,揭示混凝土试件内部结构的受力变形规律;通过混凝土绝热温升试验,运用反演分析手段获得各组成材料的热学参数,深入研究了热学参数对其内部温度时空分布的影响规律。论文的主要研究内容及成果如下:（1）根据甘肃省兰州市多年气温过程实测数据,概化为3个典型的混凝土养护温度历程环境,将混凝土立方体试件分别在这三种温度历程环境下养护;利用MTS万能试验机进行多个特征龄期（1d、3d、7d、14d、28d）的单轴压缩试验,研究试件受力变形过程及破坏形态;根据试验结果,分析养护温度对混凝土力学性能的影响规律,研究温度历程环境与混凝土强度成长过程的关系,建立基于等效龄期概念并考虑温度效应的混凝土抗压强度预测模型。（2）利用工业CT扫描仪分别对在概化的温度历程环境下养护和标准环境养护的混凝土试件进行扫描,根据CT扫描图像结果,进行混凝土试样的三维重构以及孔隙空间分布、特征的统计,分析环境温度对混凝土成长过程中的微结构影响及其演化过程,揭示温度-内部微结构-抗压强度之间的关系,进一步认识混凝土在复杂的赋存环境温度下的强度演化机理。（3）基于计算机图形学原理并应用MatchID软件对混凝土试件的CT扫描切片图像进行处理,可以较准确地得到混凝土试件在加载压缩试验过程中的位移场与应变场,为探究混凝土内部变形过程探索了一条途径;根据该方法得到的混凝土试样全域位移云图和应变云图,深入分析了轴向荷载作用下混凝土内部结构受力、变形、破坏的演化过程,进而剖析了环境温度对混凝土力学性能的影响。（4）开展混凝土绝热温升试验,在试件内部布设多个温度传感器,测试水化过程中试样的内部温度分布及变化过程,以期分析温度的空间梯度与水化程度的关系,并推导了基于水化度概念的混凝土水化热模型;根据测点的实测温度,利用BP方法反演了混凝土材料的热学参数,最后运用有限元软件实现了混凝土内部温度场的精细模拟和验证。（5）以混凝土试件的CT图像为基础,重点考虑骨料、水泥砂浆、界面过渡区和孔隙等微结构,利用三维重构技术建立了相应的三维数值分析模型;运用有限元分析软件分别进行混凝土温度场和单轴压缩过程的数值模拟,并与试验结果相比较,验证建模方法的可行性,为数值模拟方法分析混凝土材料热、力学性能提供了借鉴的思路和途径。
杜潇[2]（2019）在《预应力宽幅箱梁支架现浇施工早期裂缝成因分析》文中指出随着超大跨度混合梁斜拉桥的发展,越来越多的宽幅箱梁被应用在混合梁斜拉桥中,但是由于宽幅箱梁整体宽度较大,并且风嘴实心段属于大体积混凝土,所以宽幅箱梁的早期开裂成为国内外学者关注的重点问题。本文以实际工程为背景,对预应力宽幅箱梁早期裂缝产生的原因进行分析研究,并提出相应的裂缝预防与处理措施,为今后同类型宽幅箱梁的施工提供经验。本文主要研究内容及相关结论如下:（1）介绍宽幅箱梁支架现浇施工方法以及混凝土配合比设计流程,并对标准梁段进行早期温度场监测,得到预应力宽幅箱梁早期水化热温度场的发展规律。通过测试发现宽幅箱梁浇筑完成20～24 h后各部位温度达到最高值,随后各位置温度开始逐渐降低,由于降温速率较低,因此整个早期水化热反应持续约4d左右。另外,由于风嘴处属于大体积混凝土,受早期水泥水化的影响,混凝土内外温差较大,容易出现裂缝。（2）基于混凝土早期温度场与应力场的相关计算理论,利用有限元软件Midas FEA,建立宽幅箱梁三维有限元实体模型,通过实测数据与有限元理论计算数据的对比发现,两者保持较好的一致性。另外通过对早期温度骤降与混凝土自身收缩进行模拟分析,发现:外界温度骤降会使风嘴内表面与横隔板表面出现较大的拉应力,横隔板人洞附近局部拉应力超过材料允许抗拉强度。在自身水化热与温度骤降双重作用下风嘴内表面与横隔板表面拉应力均出现超限现象。计算结果与现场观测情况基本一致。同时分析风嘴实心段厚度与早期应力的关系,结果表明.:风嘴厚度越小,早期水化热期间风嘴内表面产生的拉应力也越小。（3）根据现场实测数据与理论分析结果,结合宽幅箱梁构造特点与现场施工工艺,提出相应的裂缝防治措施。首先在混凝土配合比设计时,通过增加适量的抗裂纤维来提高混凝土早期抗裂能力。其次,根据当地冬夏季气候特点采用不同的养护方法,并通过有限元仿真计算分析,发现箱梁浇筑完成4d后拆模有利于减少裂缝的产生。最后利用较为成熟的裂缝处理方法,对已出现的裂缝进行及时的处理,避免裂缝继续扩展,为今后同类型工程中宽幅箱梁的防裂提供经验。
刘业磊[3]（2018）在《基于早龄期拉压异性徐变的渡槽混凝土温控防裂研究》文中指出在现代水利工程中,渡槽作为一种重要的交叉建筑物,广泛应用于引调水工程中。随着人们对工程质量的要求越来越高,高性能混凝土在渡槽中的应用越来越广泛。高性能混凝土由于采用较低的水胶比和较高的水泥用量,它比普通混凝土拥有更高的强度、抗渗性、耐久性,但其温度收缩和自收缩也比普通混凝土大。在施工期,高性能混凝土在早龄期时,水泥的水化反应会放出大量的热能,导致其内部温度急速升高。混凝土表面由于散热性能良好,温度相对较低。正是由于混凝土表面与内部巨大温差的存在,很容易产生贯穿性的裂缝,对混凝土结构的稳定性和耐久性造成很大的威胁。因此,在高性能混凝土早龄期时要采取温度控制措施谨防出现温度裂缝。徐变对于混凝土来讲也是一个十分重要的影响因素,尤其是经常被人忽视的拉伸徐变。把握好早龄期高性能混凝土的拉伸徐变特性,也能够为更准确地进行混凝土温控防裂提供帮助。本文针对以上问题,结合南水北调工程中的滏阳河渡槽,进行引入早龄期高性能混凝土拉伸徐变影响的温控防裂仿真研究。本文的主要研究内容为:（1）在混凝土应力计算中,引入早期拉伸徐变这一因素,为准确预测混凝土应力场发展过程提供帮助。高性能混凝土中早龄期存在的拉伸徐变,能够减小结构中的拉应力,对结构表面拉应力有一定的松弛作用。（2）使用近似计算法,将经典的混凝土压缩徐变预测模型近似代替为混凝土拉伸徐变预测模型进行计算,将计算结果与实验数据进行对比,分析近似计算法的适用性。（3）通过对前人实验数据的回归分析,拟合出能够描述早龄期高性能混凝土拉伸徐变过程的数学模型,并通过仿真计算,验证拟合出的数学模型是否能够准确表达拉伸徐变的过程。（4）利用计算机软件对渡槽施工期的温度场及应力场过程进行模拟,综合考虑混凝土弹性模量、水化反应、气温变化、结构形式以及徐变类型,分层建立有限元模型,实现高性能混凝土结构的温度场及应力场的仿真计算。（5）结合渡槽工程的实际情况,通过仿真模拟的手段分析温控防裂措施的合理性,并对比分析出拉伸徐变在实际工程能够引起多大范围的应力变化,为后续类似工程的温控防裂提供参考。
左正[4]（2015）在《混凝土坝水管尺度级别温度场模拟研究》文中认为混凝土坝,尤其是混凝土拱坝的温度控制问题是其施工期的核心关注点。冷却水管作为最为常见的温度控制措施,将在混凝土内部产生较为复杂的温度场分布情况,一种适用于这种精细化温度场的计算方法将为实现智能化温度控制提供良好的理论基础与技术支撑。但现有研究仍难以达到在不特殊建立水管单元、不加密有限元网格的基础上,实现对水管附近真实温度场的正确计算。论文以此目标为研究导向,开展了系统性的研究工作,提出了含水管细尺度温度场的计算方法,并最终建立了一套完整的、快速的、正确的、可用于工程级别的大体积混凝土仿真分析平台。本文的主要内容包括:（1）提出了含冷却水管的混凝土不连续温度场的求解方法。通过对理论推导给出的非线性解空间的捕捉,构造了适应于该问题的扩充形函数;针对单元内部含有第一类边界条件的情况给出了点源式第三类边界条件的转化方法;并对含水管问题的求解域简化、单元内含有不连续场的积分方案以及时间域的积分方法等方面进行了详细的研究与讨论。（2）提出了无网格依赖性的水管空间离散建模与三维求解方法。基于计算几何提出了三维富集单元的快速搜索判识算法,实现了在不考虑水管信息的有限元网格中自动得到水管在混凝土中位置的目的;给出了包括单管斜穿单元、管铺设在单元底面、多管穿越单元等多种复杂空间位置关系下的积分方案与边界条件修正算法;结合水冷函数算法与管壁换热递推算法给出了沿程水温的计算方法。（3）综合粗、细尺度计算方法与智能化前、后处理方法,建立了大体积混凝土温度场仿真平台。基于等效冷却效果的思想,利用麦克劳林级数展开推导了多层水管的等效导温系数,实现了利用同一套粗网格对不同水管铺设方案下大体积混凝土温度场的求解;基于计算几何给出了混凝土坝复杂、动态变化的温度边界条件智能化探测算法;建立了大规模工程有限元自动化后处理平台,解决了人工后处理的困难;基于第5代HTML标准提出了易于信息传播、便于多方共享的有限元成果互联网共享方法。
张超[5]（2015）在《混凝土热力学性能演变的化学—热—力耦合效应及温控防裂研究》文中进行了进一步梳理混凝土以其独特的优点在土木工程中得以广泛应用,然而裂缝的危害往往伴随着混凝土结构的全寿命周期,裂缝控制问题是工程界和学术界关注和研究的焦点。随着近年来一大批高混凝土坝和大型核电工程的相继建设,对混凝土热力学性能演变过程中复杂的龄期效应、混凝土水管冷却温度场的精细计算、温度裂缝形成和演变机理、扩展过程数值模拟方法等在国内外至今仍然没有一致的认识和成熟的研究成果,混凝土温控防裂问题仍是工程中亟需解决的关键技术难题。本文主要采用数值仿真模拟的手段,围绕混凝土水化反应过程中热力学性能演变的化学-热-力耦合效应及其早龄期裂缝成因和影响因素、施工期通水冷却温度场的精细模拟、通水冷却温度裂缝形成机理以及表面温度裂缝扩展演变规律等问题展开研究。首先,从混凝土中胶凝材料水化反应时自由水转为结合水的基本特征出发,依据热力学定律分析了控制早龄期混凝土性能的化学、热学、力学三大控制性方程,通过引入化学-热-力耦合模型来描述早龄期混凝土热力学性能的演变过程；从而揭示了混凝土热力学性能的演变与自身温度变化过程、水泥水化程度和外界环境等因素之间的复杂龄期效应关系,为后续混凝土弹塑性损伤断裂分析提供基础资料。依据对早龄期混凝土化学-热-力耦合作用下热力学性能演变的认识,建立基于复合屈服准则的早龄期混凝土弹塑性损伤模型,对早龄期混凝土开裂机理及裂缝成因进行了深入研究；计算分析中,采用开尔文链型徐变模型描述混凝土徐变变形的影响,无需存储应力应变历史；该模型中考虑了徐变变形、温变效应、自干燥收缩等力学性能的龄期效应。计算结果表明基于复合屈服准则的弹塑性损伤模型更能准确预测混凝土应力变化过程；徐变变形和由温度变化引起的徐变均对应力有明显的松弛效应,但松弛效应在不同阶段有着不同的影响机制,早龄期混凝土徐变变形的准确预测和控制对混凝土裂缝的预防有重要的意义；然后,结合当前工程实际中“智慧大坝-智能温控”技术发展的需要,本文提出了采用改进的粒子群算法对Dittus-Boelter方程进行参数识别,开发完善了基于热流耦合分析方法混凝土通水冷却温度场精细计算程序,从物理本质角度揭示了冷却水和混凝土之间热交换机制,精细模拟混凝土通水冷却下时温度场及温度梯度分布特征,对实际工程大体积混凝土水管冷却温度场进行了数值仿真模拟。基于热流耦合分析成果,提出了施工期冷却水管在浇筑仓面双循环的优化埋设布置方式,可有效改善混凝土内部温度分布,降低混凝土内部温度梯度和最大温度拉应力。同时,计算分析了混凝土通风冷却效果,其计算结果与将通风冷却等效为第三类边界条件时计算所得的冷却效果基本一致；只要选择恰当的冷却参数时,通风冷却与通水冷却可达到近似相同的冷却效果；但与通水冷却相比,通风冷却效果会随着管长的增大而衰减较快,施工中不适宜埋设过长的冷却管线,且容易在沿着冷却管的方向引起较大的温度梯度,对混凝土温控防裂不利。在混凝土温度开裂分析中,由于混凝土是由极不均匀、非连续的复合材料构成,采用宏观模型进行分析容易忽略其内部复杂的细观结构,难以反映混凝土受力破坏的细观机制。论文结合细观力学中材料参数随机分布的等效概率模型研究方法,对混凝土在通水冷却下的开裂过程和机理进行了数值仿真计算；并通过单轴拉伸和三点弯曲梁数值试验验证了细观力学分析方法的参数取值问题及其计算可靠性。相比于宏观力学方法,细观力学方法更能准确描述混凝土受力后其内部微裂纹、微缺陷损伤而导致裂缝萌生、扩展,直至相互连通导致试件出现宏观裂纹的全过程。混凝土通水冷却温度裂缝的发生主要受材料本身的非均匀性,温度场分布的非均匀性以及整体降温幅度影响。材料的非均匀性导致了内部薄弱部位的存在,整体降温幅度直接导致材料因自身收缩而产生拉应力,而温度分布的不均匀性又导致了温度应力在时间和空间上的分布不均,这三者叠加的最不利组合是最有可能产生裂缝的部位；且细观力学分析方法能提前预测损伤和断裂出现的大致位置和时间。最后,本文借鉴细观力学方法在分析混凝土温度开裂问题时的优点,提出了基于细观力学模型的混凝土表面温度裂缝扩展过程连续-离散耦合模拟方法并开发了相应的计算程序；通过在有限元实体单元中引入界面单元及其相应计算力学模型,并采用离散元的方法技巧处理实体单元与界面单元之间的接触关系,以删除完全失效的单元模拟了混凝土的表面温度裂缝扩展演变过程。计算结果表明该方法能直观地反应出表面温度裂缝的萌生及扩展过程；外界降温过程对混凝土表面温度裂缝的形成有着不同的影响机制；采用保温材料能有效降低混凝土表面开裂可能性,并防止寒潮期间混凝土表面温度裂纹的扩展。
刘亚琼[6]（2009）在《大体积混凝土预埋冷却水管的效果研究》文中研究说明混凝土中的水泥在水化硬结过程中会释放水化热,而大体积混凝土由于体积庞大,在浇筑后的几天内,内部温度上升很快,产生较大的温度变化,可能会使混凝土产生表面裂缝或深层贯穿裂缝,这对于结构作用和建筑物防渗都是不利的。而且混凝土是一种导热性能极为不良的材料,如果任其自然散发,有时需要上十年甚至上百年的时间,内部的温度才会达到稳定温度。从工程及时受益的要求来看,需要采取人工冷却措施来控制混凝土的温升和降低混凝土的温度。大体积混凝土人工冷却方法有很多种,在工程实践中采用最多的是埋设冷却水管。用ANSYS有限元分析软件模拟施工期冷却水管作用的大体积混凝土温度场,就显得至关重要。本文介绍了大体积混凝土温控和防裂的研究现状,冷却水管冷却效果的研究现状。介绍了大体积混凝土温度场计算的有限元方法,及考虑冷却水管作用的温度场计算的有限元方法。提出了用ANSYS有限元软件模拟冷却水管温度场的计算方法,并对模拟过程中的关键问题进行了分析。本文用ANSYS有限元软件模拟了目前国内跨度最大的钢桁加劲梁悬索桥——坝陵河大桥东锚碇的施工期温度场。对其通水冷却以及没有通水冷却的施工期温度场进行仿真分析,并且针对冷却水管的不同通水水温（6℃、8℃）、不同通水时间（10天、15天）、不同水管布置间距（水平间距1.5m、3m）等参数设置不同的方案进行比较。对计算结果温度场数据进行对比分析,比较了各种方案下的冷却效果的不同,探讨了通水温度、通水时间、水管间距等因素对冷却效果的影响,对实际工程有一定指导意义。
唐世斌[7]（2009）在《混凝土温湿型裂缝开裂过程细观数值模型研究》文中研究说明混凝土的温度和湿度问题贯穿其整个服役期间。一方面,当混凝土处于变温环境时,结构除了承受外荷载的作用,还在很大程度上受到温度应力的影响作用;另一方面,当混凝土的湿度高于外界环境的湿度时,其中蕴含的水份则会向外界环境扩散,造成水份的损失,进而产生干缩效应。混凝土结构的应力状态受温度和湿度变化的影响显着,而且往往导致威胁结构完整性和稳定性的裂缝。因此,混凝土中温湿型裂缝发生发展过程的研究有助于了解裂纹扩展的内在机理,为工程施工提供必要的指导作用。到目前为止,混凝土温湿扩散特性研究的数值模型大多是基于材料在宏观层次均匀性假设基础上发展起来的,通过将实验室尺度的试验结果作为输入参数进而对更大尺度宏观结构温湿扩散特性进行分析。这种简化在研究混凝土结构稳定性的数值分析时是非常必要的,但难以研究混凝土材料在温湿变化条件下的裂纹萌生、扩展及贯通的整个断裂过程。目前,国际上有关混凝土材料性能的研究更倾向于从细观角度出发,建立能反映混凝土内部状态随外界环境而变化的数值模型。尽管如此,混凝土温湿扩散特性分析的细观数值模型还相对欠缺,尤其是温湿型裂缝萌生、扩展和贯通整个过程的研究更是少见。因此,本文从混凝土的细观结构入手,应用统计分布方法、传热传质理论以及损伤力学原理建立了混凝土温度-应力-损伤耦合以及湿度-应力-损伤耦合作用数值模型,并通过RFPA分析系统实现。本文主要的研究内容如下:（1）从混凝土的细观结构出发,假设混凝土是由砂浆基质、骨料颗粒以及两者之间的粘结带组成的三相复合材料,针对其中的每一相材料均采用Weibull统计分布方法进行其细观非均匀特性的表征。在此基础上,结合现有的温湿扩散相关理论,建立了混凝土的温度、湿度和应力之间相互作用的理论模型,并对模型中各参数之间的联系进行了探讨和标定,为后续的研究工作提供参考依据。（2）探讨了细观单元的损伤与温湿扩散过程之间的相互影响关系。在此基础上,运用有限元和有限差分方法建立了能研究混凝土类非均匀材料渐进破坏过程的温度、湿度和应力之间相互作用的数值模型。为了加快计算的速度和效率,二维数值模型采用基于多核PC机的并行计算技术,而三维数值模型则采用基于MPI的局域网并行计算技术。（3）运用数值模型进行了混凝土在细观层次上的温度传导特性分析,并通过宏观平均热学性能与细观热学特性的对比分析,探讨了损伤对混凝土热传导性能的影响;通过对热膨胀性能存在差异的试样内温度裂缝扩展过程的分析,揭示了混凝土的非均匀特性对其力学性能的影响;此外,文中还对温度裂缝与其它形式裂缝开裂过程的不同,以及水工结构工程中的温度探漏方法的原理进行了探讨。（4）运用数值模型分析了湿度、温度、骨料等参数对混凝土湿度扩散特性的影响作用;通过研究细观非均匀性对砂浆和混凝土湿度扩散性能造成的影响作用,建立了宏细观之间的联系;研究了裂缝和裂缝深度对湿度扩散的影响作用,进而探讨了湿度裂缝的萌生、扩展和贯通全过程的湿度扩散特性;最后,通过湿度的变化引起混凝土表面裂纹萌生和扩展过程的数值模拟分析,探讨了混凝土结构在湿度多变环境中的失效机制。（5）在三维数值模型的基础上探讨了温度变化引起的结构表面网状裂缝的萌生、扩展和贯通过程,再现了表面龟裂现象,揭示了裂缝的插入过程以及裂纹最终达到饱和状态现象的内在机理;同时,借助数值模型研究了不同的约束条件以及不同的材料均匀程度对网状裂缝形成过程的影响。
陈樊建[8]（2007）在《周公宅拱坝混凝土温控防裂方法研究》文中研究说明本文围绕拱坝混凝土的温控防裂问题，从理论和实践上较系统地研究了混凝土温度场和应力场的仿真计算理论，并对浙江省宁波周公宅拱坝混凝土的温控问题和施工防裂方法进行了详细的计算分析和研究。主要内容如下：综述了拱坝的发展历程、混凝土温度场、应力场的有限元仿真计算方法以及混凝土温度场反问题的研究现状。本文详细阐述了水管冷却混凝土温度场、应力场的有限单元法仿真计算理论和方法，基于这些理论编制了相应的精细考虑水管冷却效果的大体积混凝土三维温度场和应力场仿真计算程序。混凝土热学参数的准确选取对于温度场和应力场计算结果的精度起到至关重要的作用。本文提出根据施工现场实测温度资料，结合使用遗传算法和温度场有限元计算理论对混凝土的热学参数进行反分析，获得可信的混凝土热学参数。拱坝开裂会严重影响大坝结构的安全和耐久性。就这一问题，本文在研究混凝土裂缝成因机理的基础上，较系统性地提出了混凝土拱坝的温控防裂方法。基于上述理论和方法，依托浙江省宁波市在建周公宅拱坝的施工建设，笔者对该坝的温控防裂问题进行了细致的理论计算和施工现场实际应用方面的应用研究工作。重点研究了坝体混凝土施工期的冷却水管布置型式、通水方法、浇筑层厚、昼夜温差、寒潮和保温方法等对温度场和应力场的影响，并针对性提出了相应的温控防裂措施，实践表明研究成果具有很好的工程应用可靠性，解决了该拱坝工程混凝土防裂方法的实际问题。
张明霞[9]（2007）在《碾压混凝土坝有孔坝段三维有限元浮动网格法仿真计算研究》文中研究指明碾压混凝土坝是一种近几十年发展快速、应用广泛的新型坝。随着碾压混凝土技术的迅猛发展，建坝高度越来越高。但是大体积混凝土所具有的温度应力与温度控制问题在碾压混凝土坝中同样存在。研究高碾压混凝土坝尤其是泄水坝段施工期及运行期的温度场及温度应力场具有很重要的现实意义。但是高坝分层浇筑碾压，采用有限元仿真计算，计算工作量大，计算时间长，且泄水坝段体型复杂，原有的三维有限元浮动网格法程序无法仿真计算。本论文围绕仿真计算中的问题，从理论方法的探讨，到原有软件系统的扩充开发，进行一系列跨学科的综合性技术研究，增强了原有碾压混凝土坝三维有限元程序的通用性、智能化，成功地实现了浮动网格法在碾压混凝土坝有孔坝段温度应力仿真计算。通过简单模型的理论计算与软件计算结果的对比分析及观测资料同计算结果的对比分析，验证了程序的正确性。本文在浮动网格法和三维有限元法的理论基础上，提出了虚单元法。虚单元法与浮动网格法的结合，实现了在有孔区域网格的浮动计算，可以在不降低计算精度的前提下使计算规模降低，大大提高了计算效率。本文对高寒地区某碾压混凝土坝中孔坝段在不同温控措施组合下的温度场、温度徐变应力场进行了全过程仿真分析，得出一些具有应用价值的结论，为碾压混凝土坝有孔坝段的裂缝防治提供了理论依据。
马跃峰[10]（2006）在《基于水化度的混凝土温度与应力研究》文中提出混凝土温控防裂是一个较为复杂的问题，导致混凝土开裂的因素很多，包括常规荷载、温度、自生体积收缩、干缩、约束等。本文针对混凝土温度与力学特性、自生体积变形特性以及温度与应力仿真计算的若干问题进行了较为深入的研究，主要研究内容和创新成果如下： （1）通过对混凝土水化放热特性的理论与试验研究，建立基于水化度的混凝土绝热温升和热传导计算模型，并对混凝土表面热交换特性进行试验研究，在此基础上，建立基于水化度的混凝土非线性热传导方程，以更全面、准确地描述结构内外混凝土温度分布和发展过程。 （2）推导并建立了基于等效龄期且考虑活化能变化的混凝土抗压强度、弹性模量、抗拉强度计算模型，建立基于水化度的混凝土泊松比、线胀系数计算模型，以更全面地描述混凝土力学特性的发展过程，也能更真实地反映结构中混凝土的应力发展状况。 （3）通过对混凝土自生体积收缩机理和影响因素的阐述，建立基于水化度的混凝土自生体积收缩计算模型，以体现由于结构内外温度不同导致的收缩发展的差异，及其对应力的影响。 （4）在现有模型基础上，提出新的基于水化度的MgO混凝土自生体积膨胀变形计算模型，并利用该模型对坝体不同部位采用MgO混凝土的温度补偿效果进行分析。 （5）阐述遗传算法基本原理及其在工程混凝土温度参数反分析中的应用；阐述了严密的水管冷却温度场计算方法，对影响水管冷却效果的因素进行定量分析，并阐述水管冷却子结构和生死水管单元法的优缺点和应用前景；针对碾压混凝土坝仿真计算规模过大的问题，提出“非均质层合单元法”仿真计算方法。 （6）依托具体工程，阐述平原地区水闸、泵站混凝土的开裂机理和防裂措施，在此基础上提出了具有较强针对性和适用性的防裂方案，总结出全年施工时都要采用适度表面保温和内部水管冷却降温相结合的混凝土温控防裂新思路。
二、导热性能各向异性对碾压混凝土坝温度场的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、导热性能各向异性对碾压混凝土坝温度场的影响（论文提纲范文）
（1）温度对混凝土热学力学特性影响的宏细观研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状、进展及趋势 |
| 1.2.1 温度环境对混凝土力学性能的影响规律研究现状、进展 |
| 1.2.2 温度环境对混凝土热学性能的影响规律研究现状 |
| 1.2.3 细观结构到宏观性能演化机制的揭示 |
| 1.2.4 混凝土内部热传导的研究进展 |
| 1.2.5 当前研究中的不足 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 不同温度环境条件下混凝土抗压强度研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 原材料和配合比 |
| 2.2.2 养护条件 |
| 2.2.3 试件制备 |
| 2.2.4 主要试验设备 |
| 2.2.5 基本力学性能试验 |
| 2.3 混凝土抗压强度分析 |
| 2.3.1 养护温度对混凝土抗压强度的影响 |
| 2.3.2 早期养护对混凝土抗压强度的影响 |
| 2.3.3 水灰比对混凝土抗压强度的影响 |
| 2.4 考虑环境温度的混凝土强度预测模型 |
| 2.4.1 成熟度法原理 |
| 2.4.2 常用的几种强度预测模型 |
| 2.4.3 考虑温度效应预测模型的建立 |
| 2.4.4 预测模型的验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于CT图像的混凝土细观结构研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土内部细观结构分析原理及方法 |
| 3.2.1 扫描电子显微镜法(SEM) |
| 3.2.2 压汞测孔法(MIP) |
| 3.2.3 核磁共振法 |
| 3.2.4 CT扫描法 |
| 3.3 混凝土细观结构形成机制及其对宏观力学性能的影响 |
| 3.3.1 骨料 |
| 3.3.2 水泥浆体 |
| 3.3.3 界面过渡区 |
| 3.4 基于CT扫描技术的混凝土细观结构分析 |
| 3.4.1 混凝土试件CT图像重建 |
| 3.4.2 孔隙的空间分布及特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于CT扫描的MatchID算法的内部应力应变分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混凝土应力-应变试验 |
| 4.3 不同加载条件下混凝土细观结构的演化 |
| 4.4 基于CT扫描的MatchID变形算法 |
| 4.4.1 基于CT图像的非接触式变形测量 |
| 4.4.2 位移计算基本原理 |
| 4.4.3 应变计算基本原理 |
| 4.5 混凝土内部变形分析 |
| 4.5.1 位移场计算分析 |
| 4.5.2 应变场计算分析 |
| 4.6 混凝土细观结构与宏观力学性能的关系 |
| 4.6.1 混凝土变形原理分析 |
| 4.6.2 宏观变形与内部变形比较 |
| 4.6.3 基于CT图像灰度值分析混凝土变形 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 考虑温度影响的混凝土热学特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混凝土绝热温升试验 |
| 5.2.1 原材料 |
| 5.2.2 试验方案 |
| 5.2.3 试验结果及分析 |
| 5.3 非稳定温度场计算原理 |
| 5.3.1 热传导方程 |
| 5.3.2 初始条件及边界条件 |
| 5.3.3 水泥水化热与混凝土绝热温升 |
| 5.4 考虑环境温度影响的热学模型 |
| 5.4.1 混凝土水化度 |
| 5.4.2 导热系数取值 |
| 5.4.3 比热取值 |
| 5.5 混凝土的温度场反分析 |
| 5.5.1 BP神经网络基本原理 |
| 5.5.2 反演方法 |
| 5.5.3 反演方案 |
| 5.5.4 算例验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于3D重建模型的混凝土热学力学性能数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于CT图像的三维细观模型重建 |
| 6.2.1 三维模型重建方法 |
| 6.2.2 MIMICS软件构建混凝土三维模型 |
| 6.3 混凝土温度场计算 |
| 6.3.1 非稳态温度场有限元算法 |
| 6.3.2 温度场计算参数 |
| 6.3.3 混凝土温度场计算结果分析 |
| 6.4 混凝土力学性能细观数值模拟 |
| 6.4.1 屈服准则 |
| 6.4.2 单元选取与参数设置 |
| 6.4.3 加荷和求解 |
| 6.4.4 混凝土内部变形数值模拟结果 |
| 6.4.5 混凝土数值模拟结果与MatchID分析结果对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要工作及结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的科研情况 |
| 致谢 |
（2）预应力宽幅箱梁支架现浇施工早期裂缝成因分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外箱梁裂缝研究现状 |
| 1.2.1 箱梁水化热相关研究 |
| 1.2.2 箱梁温度场相关研究 |
| 1.2.3 箱梁裂缝相关研究 |
| 1.2.4 目前研究存在的不足 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 混凝土箱梁早期温度裂缝的相关理论 |
| 2.1 混凝土早期力学性能 |
| 2.1.1 混凝土强度和弹性模量 |
| 2.1.2 混凝土早期体积变形 |
| 2.1.3 混凝土早期收缩变形特征 |
| 2.2 混凝土热力学性能 |
| 2.2.1 水泥水化 |
| 2.2.2 混凝土热传导理论 |
| 2.2.3 热传导方程的边界条件 |
| 2.3 早期混凝土箱梁温度应力分析方法 |
| 2.3.1 混凝土箱梁温度场基本理论 |
| 2.3.2 混凝土箱梁应力场基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 某大桥超宽混凝土箱梁早期水化热测试 |
| 3.1 工程背景 |
| 3.1.1 主桥概况与特点 |
| 3.1.2 北边跨宽幅箱梁的浇筑 |
| 3.1.3 北边跨宽幅混凝土箱梁性能要求 |
| 3.2 北边跨混凝土配合比设计 |
| 3.2.1 配合比设计指标 |
| 3.2.2 配合比设计思路 |
| 3.2.3 配合比设计流程 |
| 3.3 北边跨现场浇筑 |
| 3.3.1 支架预压 |
| 3.3.2 现浇支架沉降观测 |
| 3.3.3 混凝土箱梁现浇 |
| 3.4 现浇混凝土宽幅箱梁裂缝出现位置 |
| 3.5 现浇混凝土箱梁水化热实测 |
| 3.5.1 测点布置 |
| 3.5.2 实测结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 箱梁早期裂缝有限元分析 |
| 4.1 箱梁有限元模型建立 |
| 4.2 模型参数确定 |
| 4.2.1 热传导系数 |
| 4.2.2 比热系数 |
| 4.2.3 对流系数 |
| 4.2.4 混凝土绝热温升 |
| 4.2.5 混凝土冷却水管的布置 |
| 4.3 早期裂缝有限元分析 |
| 4.3.1 早期水化热对裂缝影响 |
| 4.3.2 早期温度骤降对裂缝影响 |
| 4.3.3 早期温度组合作用对裂缝影响 |
| 4.3.4 早期混凝土收缩对裂缝影响 |
| 4.3.5 风嘴厚度对早期裂缝的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 宽幅箱梁早期防裂措施 |
| 5.1 优化配合比 |
| 5.1.1 原材料质量控制 |
| 5.2 增加聚乙烯抗裂纤维 |
| 5.3 夏冬季养护措施 |
| 5.4 合理拆模时间分析 |
| 5.5 优化支架结构 |
| 5.6 裂缝的处理 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 读研期间所参加的科研工作和发表论文情况 |
（3）基于早龄期拉压异性徐变的渡槽混凝土温控防裂研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 混凝土温控防裂仿真研究现状 |
| 1.2.2 混凝土温控防裂的措施 |
| 1.2.3 混凝土徐变研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 高性能混凝土温度场仿真分析 |
| 2.1 热力学计算基本理论 |
| 2.1.1 热学参数 |
| 2.1.2 不稳定温度场基本理论 |
| 2.1.3 应力求解的基本理论 |
| 2.1.4 温度场求解的普遍方法 |
| 2.2 有限元仿真计算基本理论 |
| 2.2.1 有限元方法概述 |
| 2.2.2 有限元仿真计算的单元形式 |
| 2.3 有限元仿真计算 |
| 2.3.1 温度场有限元计算 |
| 2.3.2 应力场有限元计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高性能混凝土徐变模型及其应用 |
| 3.1 概述 |
| 3.1.1 徐变系数 |
| 3.1.2 徐变度 |
| 3.2 常用的经典徐变预测模型 |
| 3.3 经典徐变模型适用性分析 |
| 3.3.1 验证模型材料的基本性质 |
| 3.3.2 经典模型与实验数据的比较分析 |
| 3.4 考虑早龄期拉伸徐变的混凝土徐变模型及应用 |
| 3.4.1 早龄期徐变预测模型 |
| 3.4.2 早龄期拉伸徐变对应力场的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑早龄期拉伸徐变的滏阳河渡槽温控防裂分析 |
| 4.1 基本资料 |
| 4.1.1 工程概况 |
| 4.1.2 气温资料 |
| 4.1.3 混凝土热学和力学参数 |
| 4.2 计算模型及条件 |
| 4.3 计算工况 |
| 4.4 计算结果 |
| 4.4.1 工况一计算结果分析 |
| 4.4.2 工况二计算结果分析 |
| 4.4.3 工况三计算结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附图 |
（4）混凝土坝水管尺度级别温度场模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 我国的水电事业 |
| 1.1.2 大体积混凝土的温度控制 |
| 1.1.3 水管冷却 |
| 1.1.4 研究意义 |
| 1.2 水管冷却计算方法研究的历史 |
| 1.2.1 数学求解方法 |
| 1.2.2 伪三维化求解法 |
| 1.2.3 采用精细化网格的细尺度级别有限单元法 |
| 1.2.4 考虑等效温度场的粗尺度级别有限单元法 |
| 1.2.5 子结构有限单元方法 |
| 1.2.6 复合单元法 |
| 1.3 目前研究的不足 |
| 1.4 本文的研究工作 |
| 第2章 含水管不连续温度场的求解方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于单位分解的有限元方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 泛函 |
| 2.2.3 单位分解 |
| 2.2.4 有限元离散 |
| 2.3 扩充形函数的构造方法 |
| 2.3.1 解析解的理论推导 |
| 2.3.2 基于正规阶段的理论解近似 |
| 2.3.3 非线性解空间的捕捉 |
| 2.3.4 扩充形函数的构造 |
| 2.4 求解域的简化方法 |
| 2.5 单元内部边界条件的处理方法 |
| 2.5.1 单元内第一类边界条件的转化方法 |
| 2.5.2 单元内点源式第三类边界条件的简化积分 |
| 2.6 不连续场的积分方案 |
| 2.6.1 全局积分点 |
| 2.6.2 子区域——退化四边形 |
| 2.6.3 子区域——采用面积坐标的三角形 |
| 2.6.4 算例比选 |
| 2.6.5 子区域积分点位置与权重算法 |
| 2.7 时间域的积分方法 |
| 2.7.1 积分方法 |
| 2.7.2 初始条件的引入 |
| 2.8 二维算例 |
| 2.8.1 恒定水温条件 |
| 2.8.2 变温边界条件 |
| 2.8.3 含有内热源情况 |
| 2.8.4 多管情况 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 基于空间几何的水管冷却三维算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无网格依赖性水管空间建模方法 |
| 3.2.1 基于管轴线关键点的空间描述 |
| 3.2.2 管坐标系空间转换 |
| 3.3 富集单元快速判识算法 |
| 3.3.1 空间位置关系判据 |
| 3.3.2 水管与单元的相交判断 |
| 3.3.3 相交点计算 |
| 3.3.4 富集单元快速搜索识别算法 |
| 3.4 多种复杂条件下的三维积分方案 |
| 3.4.1 关于积分点的距离 |
| 3.4.2 单管与富集单元相交 |
| 3.4.3 多管与富集单元相交 |
| 3.4.4 水管紧贴单元面 |
| 3.5 富集单元与常规单元的混合计算 |
| 3.5.1 混合单元 |
| 3.5.2 基于扩充形函数的处理方法 |
| 3.5.3 后期冷却的单元转换 |
| 3.6 沿程水温算法 |
| 3.6.1 水冷函数算法 |
| 3.6.2 管壁换热算法 |
| 3.6.3 水冷函数算法与管壁换热算法的结合 |
| 3.7 三维算例 |
| 3.7.1 单管算例 |
| 3.7.2 水管紧贴单元面算例 |
| 3.7.3 混合单元算例 |
| 3.7.4 沿程水温算例 |
| 3.7.5 单元内含多管算例 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 大体积混凝土自动化细尺度温度仿真平台 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多层异质水管问题的等效计算方法 |
| 4.2.1 多层异质水管现象及其存在的数值问题 |
| 4.2.2 等效计算方法 |
| 4.2.3 粗尺度级别有限元离散方法 |
| 4.2.4 方法误差分析 |
| 4.3 基于布尔运算的混凝土坝温度边界条件探识算法 |
| 4.3.1 外部换热数学模型 |
| 4.3.2 基于面元布尔运算的边界条件探识算法 |
| 4.4 自动化后处理方法及程序开发 |
| 4.4.1 含附加自由度的后处理方法 |
| 4.4.2 自动化云图生成方法 |
| 4.4.3 结点历史提取方法 |
| 4.4.4 断面切制方法 |
| 4.4.5 位移放大方法 |
| 4.4.6 局部最值分析方法 |
| 4.4.7 源代码开放 |
| 4.5 面向互联网的有限元成果可视化共享方法 |
| 4.5.1 网络平台的优越性 |
| 4.5.2 有限元成果的数据转化 |
| 4.5.3 颜色渲染算法 |
| 4.5.4 数值试验 |
| 4.6 仿真平台开发 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 工程实例应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 溪洛渡工程概况 |
| 5.3 计算参数与边界条件 |
| 5.3.1 网格模型 |
| 5.3.2 材料参数 |
| 5.3.3 日照条件 |
| 5.3.4 气温条件 |
| 5.3.5 蓄水条件 |
| 5.3.6 施工进度及温度控制措施 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 细尺度级别温度计算结果 |
| 5.4.2 粗尺度级别温度计算结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要成果与结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）混凝土热力学性能演变的化学—热—力耦合效应及温控防裂研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 混凝土热力学性能演变过程研究进展 |
| 1.3 混凝土水管冷却温度场分析方法研究进展 |
| 1.4 混凝土开裂机理的细观力学分析方法研究进展 |
| 1.4.1 混凝土数值计算本构模型 |
| 1.4.2 混凝土开裂问题的数值分析方法 |
| 1.4.3 混凝土细观力学方法研究进展 |
| 1.4.4 混凝土温度裂缝演化过程的连续-离散耦合分析方法 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 1.5.1 论文的框架结构 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 2 混凝土热力学性能演变化学-热-力耦合模型 |
| 2.1 水泥水化过程的化学-热-力耦合描述 |
| 2.1.1 胶凝材料的水化反应 |
| 2.1.2 水泥水化度 |
| 2.1.3 水泥水化反应的化学-热-力耦合模型 |
| 2.1.4 基于化学-热-力耦合作用的水化反应控制性方程 |
| 2.2 基于化学-热-力耦合效应的混凝土热学性能演变 |
| 2.2.1 水泥水化反应化学亲和势试验测定 |
| 2.2.2 热传导方程的有限元实现 |
| 2.2.3 混凝土绝热温升试验 |
| 2.3 基于化学-热-力耦合效应的混凝土力学性能演变 |
| 2.3.1 混凝土强度性能演变 |
| 2.3.2 弹性模量 |
| 2.3.3 自干燥收缩与温度变形 |
| 2.3.4 早龄期混凝土徐变性能 |
| 2.4 数值算例分析 |
| 2.5 小结 |
| 3 基于化学-热-力耦合模型早龄期混凝土塑性损伤分析 |
| 3.1 基于复合屈服准则的塑性损伤本构 |
| 3.1.1 混凝土损伤塑性模型 |
| 3.1.2 屈服准则 |
| 3.1.3 损伤演化计算 |
| 3.1.4 混凝土单轴试验算例分析 |
| 3.2 混凝土塑性损伤有限元计算实现 |
| 3.2.1 混凝土塑性损伤计算模型 |
| 3.2.2 有限元数值计算实现 |
| 3.3 数值算例分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 混凝土通水冷却温度场精细计算及其工程应用 |
| 4.1 混凝土施工期温度场计算基本原理与方法 |
| 4.1.1 瞬态温度场分析的基本理论 |
| 4.1.2 混凝土水管冷却温度场的主要计算方法 |
| 4.2 施工期水管冷却温度场热流耦合计算及其程序实现 |
| 4.2.1 通水冷却热流耦合精细计算原理 |
| 4.2.2 热流耦合分析方法的程序实现 |
| 4.2.3 数值算例分析 |
| 4.3 热流耦合分析方法在实际工程中的应用 |
| 4.3.1 热流耦合分析方法的工程适用条件 |
| 4.3.2 适用于工程应用的Dittus-Boelter方程参数获取 |
| 4.3.3 工程应用实例分析 |
| 4.4 大体积混凝土施工期冷却水管埋设形式的优化 |
| 4.4.1 仓面冷却水管埋设形式 |
| 4.4.2 计算成果分析 |
| 4.5 混凝土施工期通风冷却的可行性探究 |
| 4.5.1 通风冷却效果的模拟方法 |
| 4.5.2 通风冷却效果的敏感性分析 |
| 4.5.3 通水与通风冷却效果对比分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 混凝土通水冷却温度开裂机理细观力学方法研究 |
| 5.1 混凝土细观非均质力学模型的预处理方法 |
| 5.1.1 混凝土三相细观非均质模型 |
| 5.1.2 基于背景网格法的混凝土三相介质区分 |
| 5.1.3 细观力学参数分布的等效概率模型 |
| 5.2 混凝土细观损伤有限元本构模型 |
| 5.2.1 细观单元损伤本构模型 |
| 5.2.2 损伤本构关系的有限元数值实现 |
| 5.3 基于细观力学方法的混凝土损伤开裂算例分析 |
| 5.3.1 网格敏感性分析 |
| 5.3.2 单轴拉伸参数反演分析 |
| 5.3.3 细观力学参数相关性的影响 |
| 5.3.4 三点弯曲梁数值验证 |
| 5.4 混凝土水管冷却温度裂缝演化特性细观力学分析 |
| 5.4.1 细观单元力学参数随机分布的影响 |
| 5.4.2 温度梯度对温度裂缝形成的影响 |
| 5.5 小结 |
| 6 混凝土表面温度裂缝扩展的连续-离散耦合分析方法 |
| 6.1 基于细观力学模型的连续-离散耦合分析预处理方法 |
| 6.1.1 连续-离散耦合分析方法基本理论 |
| 6.1.2 界面单元断裂演变的内聚力本构模型 |
| 6.1.3 界面单元本构关系的计算实现 |
| 6.1.4 基于细观随机骨料模型的界面单元生成 |
| 6.2 混凝土断裂过程的连续-离散耦合分析数值算例研究 |
| 6.2.1 界面单元力学参数确定 |
| 6.2.2 单轴拉伸数值试验 |
| 6.2.3 三点弯曲梁数值试验 |
| 6.3 混凝土表面温度裂缝扩展过程的连续-离散耦合分析 |
| 6.3.1 不同表面降温过程的影响 |
| 6.3.2 混凝土表面保温 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间主要科研成果 |
| 致谢 |
（6）大体积混凝土预埋冷却水管的效果研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.1.1 大体积混凝土温控与防裂研究现状 |
| 1.1.2 冷却水管冷却效果研究现状 |
| 1.2 本文研究的主要内容 |
| 1.3 研究方案及技术路线 |
| 第二章 温度场的有限元基本理论 |
| 2.1 大体积混凝土温度场的基本规律 |
| 2.2 热传导方程 |
| 2.3 初始条件及边界条件 |
| 2.3.1 初始条件 |
| 2.3.2 边界条件 |
| 2.4 瞬态温度场有限元计算原理 |
| 2.4.1 不稳定温度场的显示解法 |
| 2.4.2 不稳定温度场的隐式解法 |
| 第三章 大体积混凝土水管冷却计算的有限元理论基础 |
| 3.1 考虑水管冷却效果的等效热传导方程 |
| 3.1.1 无热源水管冷却问题 |
| 3.1.2 有热源水管冷却问题 |
| 3.1.3 考虑水管冷却效果的等效热传导方程 |
| 3.2 水管冷却温度场的有限元子结构算法 |
| 3.2.1 不稳定温度场计算的递推公式 |
| 3.2.2 温度场的子结构技术 |
| 3.2.3 水管冷却温度场的计算方法 |
| 3.3 ANSYS有限元软件在冷却水管仿真计算中的应用 |
| 3.3.1 ANSYS简介 |
| 3.3.2 ANSYS热分析 |
| 3.3.3 用ANSYS热分析模拟混凝土施工期冷却水管降温温度场 |
| 第四章 工程实例计算 |
| 4.1 工程基本概况 |
| 4.2 基本计算资料 |
| 4.2.1 气象资料 |
| 4.2.2 浇筑时间记录 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.2.4 基本参数收集汇总 |
| 4.3 有限元模型建立及施工过程模拟 |
| 4.3.1 大体积混凝土锚碇的模型的建立和网格划分 |
| 4.3.2 冷却水管降温过程模拟 |
| 4.4 温度场计算结果 |
| 4.4.1 施工期无冷却温度场(方案一)模拟计算成果 |
| 4.4.2 施工期水管冷却温度场(方案二)模拟计算成果 |
| 4.4.3 施工期水管冷却温度场(方案三)模拟计算成果 |
| 4.4.4 施工期水管冷却温度场(方案四)模拟计算成果 |
| 4.4.5 施工期水管冷却温度场(方案五)模拟计算成果 |
| 4.4.6 施工期水管冷却温度场(方案六)模拟计算成果 |
| 4.4.7 施工期水管冷却温度场(方案七)模拟计算成果 |
| 4.4.8 施工期水管冷却温度场(方案八)模拟计算成果 |
| 4.4.9 施工期水管冷却温度场(方案九)模拟计算成果 |
| 4.5 温度场计算结果分析 |
| 4.6 影响锚块冷却效果的因素分析 |
| 4.6.1 冷却水管间距的选择与计算 |
| 4.6.2 管径及管材的确定 |
| 4.6.3 水管流量的选择 |
| 4.6.4 冷却水温的确定 |
| 4.6.5 水管长度的确定 |
| 4.6.6 通水持续时间的确定 |
| 第五章 大体积混凝土的温度控制与裂缝防止措施 |
| 5.1 温度控制原理 |
| 5.2 温度控制标准 |
| 5.2.1 基础温差 |
| 5.2.2 上下层温差 |
| 5.2.3 最高温度控制(内外温差控制) |
| 5.3 温度控制与裂缝防止措施 |
| 5.3.1 提高混凝土抗裂能力 |
| 5.3.2 合理分缝分块 |
| 5.3.3 合理安排混凝土施工程序和施工进度 |
| 5.3.4 合理选择及使用水泥 |
| 5.3.5 混凝土出机前及运输、浇筑时温控制措施 |
| 5.3.6 通水冷却 |
| 5.3.7 表面保护 |
| 第六章 结语与展望 |
| 6.1 结语 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）混凝土温湿型裂缝开裂过程细观数值模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 混凝土温湿型裂缝的研究现状 |
| 1.2.1 混凝土温度—应力耦合作用及温度裂缝的研究现状 |
| 1.2.2 混凝土湿度—应力耦合作用及湿度裂缝的研究现状 |
| 1.3 混凝土温湿型裂缝开裂过程数值模拟的计算瓶颈 |
| 1.4 混凝土温湿型裂缝开裂的研究评述 |
| 1.5 本文的研究工作 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 混凝土温度、湿度和应力相互作用的理论模型 |
| 2.1 基本假设 |
| 2.2 本构方程 |
| 2.2.1 热传导本构方程 |
| 2.2.2 湿度扩散本构方程 |
| 2.2.3 混凝土变形本构方程 |
| 2.2.4 几何方程 |
| 2.3 控制方程 |
| 2.3.1 温度场控制方程 |
| 2.3.2 湿度场控制方程 |
| 2.3.3 平衡方程 |
| 2.4 模型参数确定与讨论 |
| 2.4.1 混凝土力学参数 |
| 2.4.2 混凝土热学参数 |
| 2.4.3 混凝土湿度扩散参数 |
| 2.5 耦合作用过程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 混凝土温湿型裂缝开裂过程细观数值模型 |
| 3.1 数值模型的基本思路 |
| 3.2 单元材料性质赋值 |
| 3.2.1 Weibull分布函数 |
| 3.2.2 混凝土材料性质的赋值 |
| 3.3 数值模型的求解方法 |
| 3.3.1 温度场的求解 |
| 3.3.2 湿度场的求解 |
| 3.3.3 应力与位移场的求解 |
| 3.4 方程耦合求解过程 |
| 3.5 损伤演化处理 |
| 3.5.1 具有残余强度的脆性损伤本构模型 |
| 3.5.2 双线性损伤本构模型 |
| 3.5.3 幂指数损伤本构模型 |
| 3.6 数值模型的耦合分析过程 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 混凝土温度传导特性及温度裂缝形成过程的数值模拟 |
| 4.1 混凝土温度场和温度应力分析 |
| 4.2 宏观导热系数数值分析 |
| 4.3 TMS导致的混凝土开裂过程分析 |
| 4.4 温度场信息的应用分析 |
| 4.4.1 热流固耦合分析的求解步骤 |
| 4.4.2 热流耦合效应分析 |
| 4.4.3 破坏过程中的热流固耦合分析 |
| 4.5 不同荷载类型引起的混凝土类材料开裂过程分析 |
| 4.5.1 水压作用导致的试样破坏过程分析 |
| 4.5.2 内压作用下试样的破坏过程分析 |
| 4.5.3 温度梯度应力作用下试样的破坏过程分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 混凝土湿度扩散特性及湿度裂缝形成过程的数值模拟 |
| 5.1 混凝土湿度场的影响因素分析 |
| 5.1.1 湿度本身对湿度扩散的影响分析 |
| 5.1.2 温度对湿度场的影响分析 |
| 5.1.3 骨料对混凝土湿度扩散的影响 |
| 5.1.4 非均匀性对湿度扩散的影响 |
| 5.1.5 界面对混凝土湿度扩散的影响 |
| 5.1.6 裂缝对砂浆湿度扩散的影响 |
| 5.2 细观损伤演化过程中的混凝土湿度及干缩特性分析 |
| 5.3 混凝土表面裂缝扩展过程的数值模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 三维表面温度裂缝开裂过程的数值模拟研究 |
| 6.1 表面裂缝形成过程的数值模拟 |
| 6.2 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 创新点摘要 |
| 攻读博士学位期间参与的课题及相关学术论文 |
| 致谢 |
（8）周公宅拱坝混凝土温控防裂方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 拱坝发展状况及其特点 |
| 1.2 混凝土温度场和应力场研究 |
| 1.3 混凝土温度场反问题的研究 |
| 1.4 问题的提出 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 第二章 水管冷却混凝土温度场和应力场的有限元求解 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 混凝土非稳定温度场的有限元求解 |
| 2.3 水管冷却混凝土温度场的计算方法 |
| 2.4 混凝土应力场的有限元求解 |
| 第三章 混凝土温度场的反演分析技术 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 遗传算法的特点 |
| 3.3 遗传算法基本原理 |
| 3.4 热学参数反演技术在工程中的应用 |
| 第四章 拱坝的温控防裂方法 |
| 4.1 大体积温控防裂方法综述 |
| 4.2 施工改进 |
| 4.3 材料优化 |
| 4.4 外部保温 |
| 4.5 内部降温 |
| 第五章 周公宅拱坝混凝土温控防裂研究 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.2 基本资料 |
| 5.3 计算模型 |
| 5.4 施工前设计阶段计算工况和结论 |
| 5.5 施工阶段计算工况和研究结论 |
| 5.6 总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）碾压混凝土坝有孔坝段三维有限元浮动网格法仿真计算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 研究碾压混凝土坝温度场和温度应力场的必要性 |
| 1.3 国内外研究概况及发展趋势 |
| 1.3.1 碾压混凝土坝温度应力场的研究现状 |
| 1.3.2 碾压混凝土坝温度场和温度应力场的研究方法 |
| 1.3.3 温度场和温度应力场研究的发展趋势 |
| 1.4 本文主要研究内容及研究思路 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 2 碾压混凝土材料的热学和力学特性 |
| 2.1 碾压混凝土材料热学特性 |
| 2.1.1 胶凝材料的水化热 |
| 2.1.2 碾压混凝土的绝热温升 |
| 2.1.3 碾压混凝土的导温系数、导热系数和比热 |
| 2.1.4 碾压混凝土坝的温升特点 |
| 2.2 碾压混凝土的力学特性 |
| 2.2.1 碾压混凝土强度 |
| 2.2.2 碾压混凝土变形性能 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 大体积混凝土温度场和温度徐变应力场三维有限元计算原理 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 热传导基本理论 |
| 3.2.1 热传导方程 |
| 3.2.2 导热问题的定解条件 |
| 3.3 三维有限元基本理论 |
| 3.4 大体积混凝土温度场的求解 |
| 3.4.1 大体积混凝土稳定温度场有限元计算公式 |
| 3.4.2 大体积混凝土非稳定温度场有限元计算公式 |
| 3.5 大体积混凝土应力场的求解 |
| 3.5.1 应力求解的基本理论 |
| 3.5.2 大体积混凝土徐变应力场的有限元隐式解法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 三维有限元浮动网格法 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 三维浮动网格法仿真模型 |
| 4.3 网格浮动时间确定及误差分析 |
| 4.4 浮动网格法在混凝土坝有孔坝段使用的可行性 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 碾压混凝土有孔坝段温度场和温度应力仿真计算程序及其验证 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 程序总体结构 |
| 5.3 程序各部分功能设计 |
| 5.3.1 前处理系统设计 |
| 5.3.2 程序内核系统设计 |
| 5.3.3 后处理系统设计 |
| 5.3.4 帮助系统设计 |
| 5.4 用浮动网格法设计碾压混凝土有孔坝段计算程序的难点 |
| 5.5 计算程序验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 某工程碾压混凝土有孔坝段温控防裂方法研究 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.2 计算基本条件 |
| 6.2.1 坝址气温、水温要素 |
| 6.2.2 碾压混凝土热力学参数 |
| 6.3 计算模型及温控方案 |
| 6.3.1 计算模型 |
| 6.3.2 温控计算方案 |
| 6.3.3 施工进度及蓄水过程 |
| 6.3.4 温度应力控制指标 |
| 6.4 计算结果分析 |
| 6.4.1 准稳定温度场成果分析 |
| 6.4.2 非稳定温度场成果分析 |
| 6.4.3 温度应力成果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附图 |
| 附录 |
（10）基于水化度的混凝土温度与应力研究（论文提纲范文）
| 前言 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 混凝土水化放热研究进展 |
| 1.3 混凝土热传导研究进展 |
| 1.4 混凝土温度参数反分析研究进展 |
| 1.5 混凝土自生体积变形研究进展 |
| 1.6 混凝土温度与应力仿真计算研究进展 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 2 混凝土温度场理论与试验研究 |
| 2.1 非稳定温度场基本理论和有限元方法 |
| 2.2 混凝土绝热温升试验 |
| 2.3 基于水化度的混凝土绝热温升计算模型 |
| 2.4 基于水化度的混凝土热传导模型 |
| 2.5 混凝土表面热交换系数试验 |
| 2.6 混凝土非线性热传导方程及有限元求解 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 混凝土应力场理论研究 |
| 3.1 混凝土应力场基本理论与有限元方法 |
| 3.2 基于等效龄期的混凝土力学特性计算模型 |
| 3.3 考虑温度影响的混凝土徐变 |
| 3.4 算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 混凝土自生体积收缩理论与试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 混凝土自生体积收缩机理和影响因素 |
| 4.3 混凝土自生体积收缩试验 |
| 4.4 基于水化度的混凝土自生体积收缩计算模型 |
| 4.5 减小混凝土自生体积收缩的方法 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 MgO混凝土自生体积膨胀变形研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 MgO混凝土膨胀机理和特性 |
| 5.3 MgO混凝土自生体积变形常用计算模型比较 |
| 5.4 基于水化度的MgO混凝土自生体积变形计算模型 |
| 5.5 MgO混凝土温度补偿效果分析 |
| 5.6 MgO混凝土筑坝技术 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 混凝土温度与应力仿真计算的几个技术 |
| 6.1 基于遗传算法的混凝土温度参数反分析 |
| 6.2 混凝土水管冷却仿真计算方法 |
| 6.3 碾压混凝土坝温度与应力仿真计算的非均质层合单元法 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 平原地区水工混凝土裂缝成因与防裂方法 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 水闸混凝土裂缝成因机理与防裂方法 |
| 7.3 泵站混凝土裂缝成因机理与防裂方法 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、导热性能各向异性对碾压混凝土坝温度场的影响（论文参考文献）
- [1]温度对混凝土热学力学特性影响的宏细观研究[D]. 韩燕华. 武汉大学, 2019(06)
- [2]预应力宽幅箱梁支架现浇施工早期裂缝成因分析[D]. 杜潇. 长沙理工大学, 2019(07)
- [3]基于早龄期拉压异性徐变的渡槽混凝土温控防裂研究[D]. 刘业磊. 华北水利水电大学, 2018(01)
- [4]混凝土坝水管尺度级别温度场模拟研究[D]. 左正. 清华大学, 2015(03)
- [5]混凝土热力学性能演变的化学—热—力耦合效应及温控防裂研究[D]. 张超. 武汉大学, 2015(07)
- [6]大体积混凝土预埋冷却水管的效果研究[D]. 刘亚琼. 贵州大学, 2009(S1)
- [7]混凝土温湿型裂缝开裂过程细观数值模型研究[D]. 唐世斌. 大连理工大学, 2009(10)
- [8]周公宅拱坝混凝土温控防裂方法研究[D]. 陈樊建. 河海大学, 2007(05)
- [9]碾压混凝土坝有孔坝段三维有限元浮动网格法仿真计算研究[D]. 张明霞. 西安理工大学, 2007(02)
- [10]基于水化度的混凝土温度与应力研究[D]. 马跃峰. 河海大学, 2006(03)