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沉管隧道大体积混凝土的水化热分析与温控技术研究
| 论文题名： | 沉管隧道大体积混凝土的水化热分析与温控技术研究 |
| 关键词： | 沉管隧道;大体积混凝土;水化热分析;温度控制;热传导理论 |
| 摘要： | 伴随着沉管隧道工程不断建设，沉管大体积混凝土浇筑时产生的水热化问题引起了工程结构界广泛的关注。大体积混凝土浇筑后的水化热效应在过大里表温差、收缩及约束条件的影响下，易引起结构的非均匀温度应力，当拉应力超过允许值时，结构遭受有害裂缝破坏的可能性最大，从而威胁结构安全及耐久性能。对水化热效应引起的温度应力场发展变化规律进行研究，可为沉管实际工程的温控技术提供有力的理论依据。本文依托金光东沉管隧道工程在建项目，对沉管主体大体积混凝土结构的温度应力场进行MIDAS/FEA数值分析及现场温度监测，并对现场温控技术方案进行分析。主要开展的研究工作如下： （1）根据国内外文献资料，系统梳理了大体积混凝土水化热和温度控制技术研究方面的进展状况。总结了相关理论，主要涵盖了混凝土的水化热及绝热温升、热传导理论、温度应力有限元计算等。 （2）阐述了沉管主体结构原材料参数及配合比的确定，归纳总结了金光东沉管大体积混凝土现场温控技术的实际方案，主要包括施工质量控制、冷却水管布置、管节养护方法以及现场温度监测。 （3）根据沉管结构尺寸及现场确定的热性能参数，采用MIDAS/FEA软件进行数值模拟，研究沉管大体积混凝土结构的温度应力场的分布情况及发展规律，并对环境温度变化幅度、外表面风速及管冷温度进行参数化分析，得到了控制参数对沉管结构的影响规律。 （4）对沉管大体积混凝土进行现场温度监测，计算出测点里表温差及降温速率，选取了典型的沉管E6管节开展研究工作，通过分析温度实测值探究了管节实际温度变化规律。将实测温度值与沉管数值模拟计算值进行对比分析得知，顶板中隔墙上方为结构温峰处，说明二者得到的温度变化结果可以相互验证，且验证了初步温控技术方案的有效性，根据上述研究及现场裂缝调查结果，优化沉管大体积混凝土的施工与养护的温控防裂方案。 |
| 作者： | 谢晓冬 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吕建兵;吴传海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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