水工薄壁混凝土结构湿度及干缩应力非线性有限元分析

在简要论述水工薄壁混凝土结构干缩开裂原因及机理的基础上，对混凝土湿度场仿真计算时参数的选取进行了必要的讨论。结合姜唐湖退水闸这一工程，对其湿度、干缩变形及干缩应力场进行了非线性有限元分析。研究结果表明，干缩应力对水工薄壁混凝土结构裂缝产生和发展起重要作用，是薄壁结构混凝土及大体积混凝土产生表面或者贯穿性裂缝的必须重点预防的因素之一。     

水工混凝土干缩与裂缝的关系

水工混凝土裂缝产生的机理及防裂措施的研究是人们关心的问题，混凝土的干缩是产生裂的重要因素，本文从空气湿度的变化引起混凝土湿度的变化，使混凝土产生干缩的现象出发，探讨湿度及干缩应力的变化规律，并结合我国一些水电工程所处地区的空气湿度变化情况，分析水工混凝土产生表面裂缝的可能性及其防裂措施。     

混凝土湿度和干缩变形及应力特性的细观模型分析

基于扩散理论的混凝土非线性湿度理论和干缩应力的有限元数值计算方法，将混凝土视为砂浆和骨料所组成的多相复合材料，对比数值计算，探讨了各相材料湿度特性差异对混凝土细观和宏观湿度特性、干缩变形和干缩应力的影响，认为只有考虑了这种材料特性差异的细观模型和计算方法才能得到较符合真实情况的混凝土湿度、干缩和干缩应力的分布规律，有助于更好地理解和诊断混凝土早期和后期裂缝产生的机理、启裂点位置和防止方法。所采用的细观研究方法也适用于混凝土温度应力和自生体积变形致裂问题的研究。     

水工混凝土干缩应力分析和干缩试验探讨

回顾了水工混凝土水分扩散系数和干缩系数的非线性特性及其在徐变干缩应力分析中的应用,并对水工混凝土现行干缩试验方法中存在的问题进行探讨,指出按现行方法测定的干缩变形包含了自生体积变形,扣除后才能得到真正的干缩变形。对干缩变形实用计算法的适用条件和局限性进行了讨论。     

薄壁水工混凝土的温度干缩裂缝和预防

引言 薄壁水工混凝土结构其墙、板厚度大多在0.7～1.2m之间。近年来,在淮河流域和太湖流域的几个工程中,发现了温度和干缩裂缝。尤以闸墩和地涵墩墙侧面的垂直裂缝居多、在墙长25～30m分缝间距范围内,裂缝条数一般为3～5条,缝宽0.2～0.4mm。有的人工河槽边墙在29m长的分缝间距范围内,裂缝条数多达10余条,更多地带有干缩裂缝的特征。发生在结构重要部位的严重     

西北口堆石坝面板裂缝成因的研究

通过对西北口堆石坝面板的应力计算，研究面板产生裂缝的原因．坝体的变形按邓肯E－B模型采用非线性有限元增量法计算，并模仿施工加载过程，分层累计；面板混凝土的干缩应力采用欧洲混凝土委员会建议的CEB／FIB方法计算；混凝土面板温度场和温度应力的计算采用有限元方法，模仿施工过程，并考虑混凝土徐变的影响．经计算、对比和分析，得出结论：温度应力和干缩应力是引起面板裂缝的主要原因．由此进一步提出防止堆石坝面板出现裂缝的一些建议．     

混凝土面板堆石坝施工期面板干缩应力研究

结合公伯峡面板堆石坝，考虑影响湿度及干缩应力的各项因素，按面板混凝土浇筑时有无表面养护两种工况(状态)，实时模拟面板的施工过程，对施工期面板的湿度场和干缩应力进行全过程有限元仿真分析，获得了施工期面板湿度场及干缩应力的变化及分布规律。     

渡槽高性能混凝土抗干缩试验研究

南水北调中线工程洺河渡槽采用高强高性能混凝土施工,针对渡槽簿壁结构、高强混凝土低水胶比等特点,结合工程实际,试验研究多种影响因素下混凝土抗干缩性能,分析探讨干缩变形变化规律。结果表明,渡槽簿壁结构高性能混凝土,可能产生较大的干缩变形,特别在早期易产生干缩变形及干缩裂缝。适宜的水胶比和适量的粉煤灰掺量,对于减小干缩变形以及可能产生的干缩裂缝是有作用的,特别在早期,抗干缩作用尤为显著。高性能混凝土干缩变形变化规律可用εt=ALn（t）-B表述。     

混凝土湿度场及干缩应力的差分算法研究

混凝土的干缩应力控制对结构防裂具有重要意义。采用差分算法,对混凝土湿度场与干缩应力进行模拟计算。根据混凝土湿度扩散方程,建立其内部与边界的差分格式,采用合适的湿度与干缩应力本构关系,建立了混凝土干缩应力的差分格式。通过对一混凝土柱结构建立差分模型进行求解,所得的湿度场及干缩应力的分布和变化规律与实际情况吻合。研究结果表明,差分算法求解效率与精度较高,可为混凝土湿度场问题研究提供参考。     

全级配混凝土干缩变形性能研究

混凝土裂缝会对结构的稳定产生不利因素,为此进行了全级配和湿筛混凝土的干缩变形试验。通过分析混凝土的干缩机理,在弹性力学理论基础上建立了考虑骨料粒径和含量的混凝土干缩模型,分析了混凝土的干缩变形与骨料及水泥浆体弹性模量之间的关系。同时通过分析试件尺寸对混凝土干缩性能的影响,对比研究了全级配与湿筛混凝土干缩变形随龄期的变化规律,结果显示模型计算数据与试验数据吻合良好。研究表明,全级配与湿筛混凝土干缩变形比值随龄期增加而逐渐增大,180d龄期时的比值约为0.29左右。     

Mesocosmic study on autogenous shrinkage of concrete with consideration of effects of temperature and humidity

A study on the autogenous shrinkage (AS) of concrete from a mesocosmic perspective was carried out using numerical simulation technology. The temperature history and the autogenous relative humidity (ARH), two factors that have been shown to have occasional influence on this process in previous studies, were introduced into this study. According to these concepts, a program for simulation of the temperature field, humidity field, and stress field based on the equivalent age method and a fully automatic aggregate modeling tool were used. With the help of these programs, the study of a small concrete specimen provided some useful conclusions: the aggregate and the matrix show distinct distribution properties in the temperature field, humidity field, and stress field; the aggregate-matrix interface has a high possibility of becoming the location of the initial cracking caused by AS of concrete; the distribution of random aggregates is extremely important for mesoscopical analysis; and the temperature history is the main factor affecting the AS of concrete. On the whole, inherent mechanisms and cracking mechanisms of AS of concrete can be explained more reasonably and realistically only by considering the different characteristics of material phases and the effects of temperature and humidity.     

环境条件对高强混凝土性能影响的试验研究

 评价了变化的环境条件对新拌和硬化的高强混凝土性能的影响。采用试验室人工模拟的方法,研究了气温（T）、风速（υ）以及相对湿度（RH）对混凝土塑性收缩、抗压强度和孔隙构造的影响。结果表明：暴露的环境条件对新拌和硬化的高强混凝土的性能影响很大。混凝土的水蒸发速率、收缩变形、开裂面积都随着环境温度和风速的增加而增大,随着相对湿度的升高而降低;与低温和高相对湿度相比,塑性收缩裂缝在过高的温度和低相对湿度时开裂得更早,裂缝在有风时比无风时开裂早。拌和及养护的温度高,混凝土抗压强度低。在混凝土试件中,总的粗大孔在40℃浇注和养护时比在30℃浇注和养护时要多。变化的风速和相对湿度对混凝土的抗压强度有一定的影响。       

混凝土面板温度收缩应力及相关参数分析

面板结构受到三咱类型力的作用，即由温度、湿度变化引起的收缩应力；由面板材料基体受到的物理化学作用引起的膨胀应力和由外荷载作用产生的应力。其中，温度变形引起的裂缝占总体的80%以上。研究发现，综合温差、徐变变形、基础约束及混凝土面板线膨胀系数都对面板温度收缩应力有显著影响，通过降低这些因素的不利影响，保证面板具有适当的抗拉强度，可以做到200m级高面板堆石坝特长面板少出现裂缝或不出现裂缝。     

基于湿度扩散理论的混凝土早期收缩分析

混凝土早期收缩开裂是加剧混凝土劣化并导致最终失效的一个重要因素．分析混凝土早期的自由收缩量值是进行收缩开裂研究的基础。为此,基于湿度扩散理论建立了混凝士早期的自生收缩与干燥收缩计算分析模型,经实例验证,计算结果与试验结果有较好的一致性。     

环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析

环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视,对于温度场、温度应力场、湿度应力场,尤其是整体结构应力场的分析,是工程中非常关注的问题。为此,选取理想的球形大体积混凝土结构,仅考虑环境温、湿度的影响,用ANSYS软件依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场,并对模拟结果进行分析和总结。通过对应力场的数值模拟分析,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。     

补偿收缩混凝土防裂机理研究

为研究补偿收缩混凝土的应用效果和安全性,在进行大量试验研究的基础上,提出了补偿收缩混凝土动态控制理论和方法.在混凝土中加入一定量的VF防裂剂,能够使混凝土在膨胀时间及膨胀量上和其收缩曲线相吻合,以此来保证混凝土的体积变形过程始终满足其抗拉强度要求,达到混凝土防裂的目的.     

深基坑超长支撑的监测分析

钢筋混凝土支撑超长时,混凝土的早龄期收缩就不可忽视。一方面,在拆模前由于地下连续墙等的约束,支撑内部混凝土产生约束拉应力;另一方面,较大的收缩量也会影响拆模后支撑的工作性能。本文结合工程实例,对一超长支撑在浇注后即进行监测,并对超长支撑混凝土和钢筋在各龄期的应变规律及其对超长支撑变形的影响进行了分析,为解决本工程的施工难题和类似工程的建设奠定基础。     

万家寨水利枢纽工程粉煤灰补偿收缩混凝土性能研究

通过对掺粉煤灰低热微膨胀补偿收缩混凝土的强度、变形和耐久性等基本性能及其自生体积变形和不同约束、不同养护条件下的预压应力进行系统的试验研究，并对其微观结构进行了分析。结果表明，掺２０％的优质粉煤灰不但可以配制满足万家寨水利枢纽工程技术要求的补偿收缩混凝土，而且能降低混凝土的干缩变形、减少拉应力及延缓拉应力出现的时间     

水工泵送及常态混凝土性能对比试验研究

泵送混凝土在拌合物状态及各材料用量上与常态混凝土相比存在较大差异,该差异会在硬化混凝土各项性能中得到体现。为了研究水工泵送混凝土和常态混凝土在力学及干缩性能方面的差异,设置了3组对比试验。在同水胶比下,随着水胶比的增大,泵送混凝土相对于常态混凝土在抗压强度、抗拉强度、拉压比及弹性模量等指标方面表现出明显的优势。在不同水胶比下,泵送混凝土的干缩率也均大于常态混凝土。28,60,90 d龄期的泵送混凝土和常态混凝土的干缩率受水胶比影响显著,而3 d和7 d龄期的干缩率则受水胶比影响不明显。2种混凝土早期干缩率发展较快,后期则相对缓慢,干缩率的平均增长速率随龄期增加呈幂函数变化。该研究可以为泵送混凝土在水利工程中的应用提供一定的借鉴。