浇筑层网格对混凝土浇筑块温度及应力计算的影响

研究了浇筑层不同网格剖分对浇筑块温度及应力计算精度的影响,对比分析了混凝土表面放热系数、绝热温升速率及时问步长等因素对浇筑层不同网格剖分计算结果的影响.结果表明,较粗的有限元网格虽能获得良好的温度计算结果,但较密的有限元网格更能满足应力的计算.     

混凝土导热系数与其饱和度及温度的关系

在已有混凝土导热系数影响因素研究成果的基础上,以普通混凝土、泡沫混凝土、植物纤维陶粒混凝土、棉花秸秆石膏混凝土四种不同混凝土为研究对象,采用QTM-500导热测试仪分别对四种混凝土不同饱和度时不同温度下(-30~20℃)的导热系数进行试验,并分析不同饱和度下各混凝土导热系数随温度(-30~20℃)的变化规律,最后采用压汞仪对四种混凝土的孔隙率、孔径分布等参数进行测试,从微观孔隙角度深入分析各混凝土导热系数随温度的变化规律。结果表明,各混凝土的导热系数与其饱和度呈显著的正相关性,干燥状态下,四种混凝土的导热系数随温度变化不显著;饱和状态下,各混凝土导热系数在一定温度范围内会发生突变,当超出温度敏感区域后,各混凝土的导热系数基本趋于稳定值;在试验温度范围内,混凝土导热系数变化规律与其孔隙参数有关。该研究结果可为寒冷地区大体积混凝土结构、建筑节能混凝土的导热系数试验及分析提供参考。     

基于人工蜂群算法的大体积混凝土温度场参数反演

针对传统混凝土热学参数反分析计算量大、计算效率不高等特点,将人工蜂群算法引入到混凝土温度场计算中,提出基于该算法的反分析法,通过室内二期通水冷却试验,对通水冷却过程中大体积混凝土试件的导温系数及表面散热系数进行反演分析,并利用反演参数结果进行温度场反馈分析。结果表明,人工蜂群算法在温度场参数反演中具有很好的适用性,有效地提高了温度场参数反演的效率。     

基于光纤测温反演喷涂聚氨酯的导流底孔等效表面放热系数

为了解导流底孔采用聚氨酯发泡材料的保温效果,结合在建的溪洛渡水电站混凝土坝工程,在距离导流底孔边墙不同深度处埋设分布式光纤,实时在线监测喷涂聚氨酯的导流底孔温度分布,分别采用日变化温度和日平均温度反演了喷涂聚氨酯的导流底孔等效表面放热系数。结果表明,喷涂2 cm聚氨酯发泡材料的导流底孔等效表面放热系数为3.79 kJ/(m2·h·℃);相对于日变化温度,采用日平均温度进行反演等效表面放热系数更稳定,且数值可信。     

混凝土单层浇筑块的早期温度应力计算

混凝土单层浇筑块的早期温度应力,根据《混凝土重力坝设计规范》SDJ21-78,一般按弹性基础梁方法计算.本文在此基础上,引入温度形心系数P这一参数,导出了较为简洁适用的计算公式.文本提出的约束系数的计算公式,使计算大为简化,并能适用于浇筑块厚长比H/L>0.25的情况.     

基于改进鲸鱼优化算法的大体积混凝土热学参数反演

为提高混凝土热学参数反演分析时的计算效率和精度,引入Logistic映射和惯性权重对鲸鱼优化算法进行改进,并结合有限元仿真计算,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的混凝土热学参数反演分析方法。结合上海ZJH泵闸工程开展现场非绝热温升试验,采用该方法对大体积混凝土试块的导温系数和表面散热系数进行了反演分析,并与粒子群算法反演结果进行比较。结果表明,改进鲸鱼优化算法在计算精度及迭代效率方面均较粒子群算法有明显提高,该算法在求解混凝土热学参数反演问题方面具有可行性和有效性,能够满足工程精度要求。     

基于最小二乘有限元的导热系数直接反算方法

导热系数是温度场计算分析中的重要参数,针对基于优化方法反演导热系数计算量大、收敛慢、易陷入局部最优解等问题,提出了一种基于最小二乘有限元的直接反算方法,可快速得到材料导热系数。该方法是将有限单元法和最小二乘法引入热传导方程,直接求解材料导热系数时空分布,不需要进行大量的正算和迭代过程,大大提高了计算效率,且由于不需要事先假定导热系数分布函数形式,保证了计算精度。最后,以水泥砂浆导热系数测试试验为例,验证了最小二乘有限单元法在导热系数反算中的适用性和可靠性。     

考虑多因素影响的混凝土导热系数试验研究

混凝土是一种多相复合材料,其导热性受温湿度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等多个因素的综合影响。通过试验研究了不同温度、饱和度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等因素变化条件下水泥砂浆、骨料和混凝土导热系数的变化规律,结合Wiener边界理论,提出一种包含多因素影响的混凝土导热系数预测模型,分析了各因素与混凝土导热系数的相关性。结果表明,混凝土导热性的各影响因素之间具有明显的耦合作用特征,即混凝土含水率越高,温度变化对其导热性的影响越显著;混凝土导热系数随饱和度增大而增加,孔隙率越大,增幅越明显;随着骨料体积分数的增加,导热系数增大较明显。     

岩土层原位导热系数的多元线性回归分析方法

由于取样的扰动和室内试验方法的局限性,用岩土样品导热系数代表岩土层原位有效导热系数存在明显误差。基于"杭州市浅层地温能调查评价项目"中40个热响应试验孔的地层结构和现场热响应试验成果,用多元线性回归分析理论和行业数据统计SPSS软件(statistical product and service solutions)程序,以各岩土层厚度为自变量、原位有效导热系数为回归系数,热响应试验所确定的试验孔岩土的综合导热系数为因变量,确定各岩土层的原位有效导热系数,回归方程和回归系数显著可信,可用于计算统计区域内其他地埋管热交换工程孔岩土的综合导热系数。     

水电站厂房结构施工期及运行期温度场仿真分析

采用大型有限元计算软件与自主开发温度场仿真程序相结合,对某水电站厂房依照实际浇筑过程进行了温度场仿真分析,解决了仿真计算中混凝土跳仓浇筑的困难,通过与以前方案比较,说明浇筑方案对厂房温度场分布有较大影响,设计时可选择施工方案来降低温度。     

高海拔寒冷地区混凝土筑坝层面结合特性试验分析

高海拔寒冷地区坝工混凝土分层浇筑时坯层层间粗糙度评价与结合质量控制一直是施工管控薄弱点，为此，尝试采用3D激光扫描并联合多指标评价主成分分析法，构建粗糙度综合评分F值，对施工坯层面粗糙度进行量化评定；并针对高海拔寒冷地区低温干燥环境特点，分析了不同浇筑坯层间歇时间和层面粗糙度的量化指标对混凝土层间结合性能的影响。结果表明，混凝土试样层面F值最大的是平均凿毛深度4.5 mm糙面，其层面粘结劈拉强度最高；低温干燥环境(温度5℃、湿度30%)明显影响层面粘结性能，劈拉强度与整浇混凝土强度同比衰减10%左右；且层面粘结劈拉强度与间歇时间呈典型负相关性。     

全纤维炉衬的稳定态传热计算

用通常的方法计算炉衬稳定态传热时,须先假设炉衬内各层间温度,由此求得相应的导热系数,再复核各点温度是否与假设值相近。耐火纤维的导热系数随温度而剧烈变化,假设的温度稍有出入,就会使导热系数有较大的差别,故常常要多次假设凑算,才能得到满意的结果。本文介绍用导热系数的温度函数式λ=f(t)代入传热公式q=λ(dt/dx)的计算方法,可免多次假设凑算之烦,直接算出炉衬内的各温度及炉衬热损失。文中介绍了根据国外资料用回归分析法整理得的各种耐火纤维导热系数的两种表达式:指数函数式λ=e~(A Bt)及二次函数式λ=a bt~2以及两式的具体数据。通过例题计算,详细介绍了多层层铺式炉衬、叠板式炉衬以及双层叠板式炉衬的计算方法,并以在试验炉上实验测得的数据与计算结果作了对比。     

ISP工艺中卷取箱内板卷导热数学模型的研究

依据ISP工艺中卷取箱内板带的表面特性、板带厚度和板间接触压力对板卷径向热量的传递有较大影响,建立了能真实反映该影响因素的板带间径向等效导热系数计算模型,并建立了适用于求解为非连续介质的板卷导热数学模型。通过对模型的模拟求解,计算分析了板卷热过程,板卷最大温差为12℃,满足轧制工艺的要求,并为计算分析箱内热过程提供理论依据。     

U型深埋管固井层对埋管换热性能影响的研究

结合西安市某个U型深埋管工程,建立三维全尺寸数值计算模型并进行模型验证。在此基础上,模拟分析不同导热系数的埋管固井层对埋管换热能力的影响。结果表明,固井层导热系数在小于及接近岩土层导热系数的范围内增加时,埋管换热强度随之增加明显;固井层导热系数对埋管换热的影响程度与周围竖向各层岩土导热系数的大小相关,而与地层竖向的温度分布无明显关系。     

高温隔热纤维结构材料绝热特性分析

高温隔热纤维结构的绝热特性是决定金属热防护系统工作性能的关键因素。文中应用有限元法及有限容积法对理想化的纤维结构模型进行了数值研究,得出了纤维结构内部稳态下的温度场、热流场及速度场分布,并在此基础上计算得到纤维结构的等效导热系数,分析了温度、内部气体压力以及纤维结构密度对等效导热系数的影响。所建物理模型和分析方法可行,计算结果与实验结果吻合较好。     

隔热材料导热系数的数值模拟预测

对氧化锆空心球隔热材料进行合理的简化,用数值模拟方法计算氧化锆空心球隔热材料导热系数,并分析空心球半径、温度、发射率等对导热系数的影响。数值模拟结果表明,减小空心球半径,降低空心球表面发射率,抽真空等都有助于降低隔热材料导热系数。数值模拟与实验测量结果良好吻合,用数值模拟计算隔热材料导热系数是一个行之有效的方法。     

浇筑层厚对碾压混凝土坝温度场和应力场的影响

高混凝土坝浇筑时材料用量大、施工条件复杂、建设周期长,同时又需考虑温度控制、结构应力、施工环境等因素对坝体安全的影响。为此,以某工程碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法,研究了不同的混凝土浇筑层厚度对大坝温度场与应力场的影响。结果表明,早期坝体内部的最高温度随浇筑层厚的增加而增大,坝体不同区域最高温度不仅受浇筑厚度的影响,同时也与大坝浇筑的时间相关;基础垫层混凝土、三级配碾压混凝土和二级配常态混凝土区域最大拉应力随浇筑厚度的增大而增大。     

微孔硅酸钙的有效导热系数和最佳使用密度

利用等效热阻模型,考虑辐射传热影响,对硬硅钙石型微孔硅酸钙绝热材料的有效导热系数进行了预测,给出了计算公式,探讨了不同使用温度下微孔硅酸钙绝热材料的最佳使用密度.分析表明,模型计算值与实验值吻合好,有效导热系数预测模型可精确预测其绝热性能并指导绝热设计施工.     

寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温度及温度应力场时空分布规律研究

新疆北部山区地处西北寒冷干旱地区,碾压混凝土坝在温度场和温度应力场时空分布规律方面具有独特的特点。结合具有较好代表性的新疆北部山区某高碾压混凝土重力坝工程为实例,研究了寒冷干旱地区碾压混凝土重力坝温度场及温度应力场时空分布规律。坝体越冬层上下游面附近存在较大拉应力超标,因此表面保温特别是越冬层顶面及上下游棱角部位的保温是防裂的关键。     

BP神经网络在新浇筑混凝土最高温度预测中的应用

鉴于在坝体混凝土开仓前准确预测新浇筑混凝土最高温度对防止大坝开裂的重要性,基于BP神经网络原理,以混凝土浇筑温度和冷却水管布置方式、通水温度、通水流量及气温、浇筑层厚度、混凝土龄期7个因素作为输入层,以实测混凝土浇筑仓内最高温度为输出层,利用Matlab神经网络工具箱,建立了新浇筑混凝土最高温度的BP神经网络预测模型,并通过实例对模型进行了验证分析。结果表明,冬季、夏季浇筑仓内混凝土最高温度的预测值和实测值之间的误差均约为0.5 ℃,二者吻合较好,可见该模型满足实际工程要求,也说明了BP神经网络在预测新浇筑混凝土最高温度方面具有可行性和实用性。