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基于分布式光纤地铁车站底板温度监测与温度裂缝控制研究
| 论文题名： | 基于分布式光纤地铁车站底板温度监测与温度裂缝控制研究 |
| 关键词： | 地铁车站;底板施工;温度监测;裂缝控制;分布式光纤 |
| 摘要： | 在建筑工程中混凝土材料一直被广泛应用，因其自身的特点突出，与其他建筑材料相比混凝土材料有着不可比拟的优良物理性能和良好的经济效益。在一些大型建筑项目中，如水利水电中的大坝建设、超高层建筑基础、大型桥梁的支墩、地铁车站底板等工程中都需要使用大体积混凝土结构。地铁车站底板通常采用大体积混凝土结构以确保其整体性和安全性，然而采用大体积混凝土结构有一个不可忽视的问题，就是由于水泥材料水化热带来的内部结构温度升高引起的温度应力。如果大体积混凝土温度控制不当，造成里外温差过大就会出现温度应力超过混凝土容许抗拉强度，大体积混凝土结构就会因此产生温度裂缝，影响结构使用的安全性和耐久性。目前，大体积混凝土结构的温度监测仍得不到足够的重视，由于忽略对大体积混凝土结构的温度监测和温度控制，造成部分大体积混凝土工程形成温度裂缝，造成巨大的经济损失。基于此考虑，对地铁车站底板施工的大体积混凝土实时温度监测显得尤为重要，能有助于从业人员掌握地铁车站底板大体积混凝土的放热规律和升温规律，从而采取合理的降温防裂措施，保证工程质量，减少经济损失，因此有效的温度监测是防控大体积混凝土温度裂缝的重要前提。 本文立足于前人研究的基础，从理论和现场试验出发，利用分布式光纤技术对广州地铁某在建车站底板的其中一段大体积混凝土结构进行监测研究，给出完整的分布式光纤温度监测方案和光纤铺设方法，并对监测数据加以分析总结，计算出该段的温度应力并进行裂缝分析。 通过有限元温度场理论介绍了热传导原理和温度场求解的原理，并利用有限元分析软件ANSYS建立工程模型，模拟现场施工过程，将模拟的温度结果与现场试验的温度监测结果作比较，对采用经验参数的模拟结果进行合理性分析。 引入JAYA优化算法对实际工程的车站底板大体积混凝土施工的热力学参数进行反演优化，基于实际的分布式光纤监测温度数据利用Matlab编制反演程序迭代计算，通过Matlab调用ANSYS进行模拟计算，以得到与本工程相接近的热力学参数。 依托本工程的模型提出了一些降低大体积混凝土水化热和减少温度裂缝的措施，如掺入粉煤灰、使用冷却水管降温等，并利用有限元分析软件进行分析，为实际工程提供理论依据，为今后类似的工程项目提供指导。 |
| 作者： | 黎文栋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 罗威力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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