首页> 中文学位 >冻结深立井钢筋混凝土井壁温度场与温度应力研究
【6h】

冻结深立井钢筋混凝土井壁温度场与温度应力研究

代理获取

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 温度问题研究现状

1.2.1 国外研究概述

1.2.2 国内研究概述

1.3 大体积混凝土温度应力的研究方法

1.4 本文研究的主要内容

1.5 本章小结

第二章 大体积高强混凝土的热力学性能

2.1 冻结井壁高性能混凝土组成成分及其性能

2.1.1 水泥

2.1.2 骨料

2.1.3 混凝土外加剂

2.1.4 混凝土掺合料

2.2 深冻结井井壁高性能混凝土配合比的试验研究

2.2.1 试验原材料

2.2.2 试验结果

2.3 混凝土水化热温升模型

2.3.1 水泥水化热

2.3.2 混凝土的绝热温升

2.4 混凝土热性能系数

2.5 混凝土在空气中的放热系数β

2.6 温度场影响的其它因素

2.6.1 气温

2.6.2 太阳辐射影响

2.7 本章小结

第三章 冻结深井井壁温度和冻结压力的实测与分析

3.1 引言

3.2 冻结深井混凝土井壁温度场的现场实测

3.2.1 现场监测

3.2.2 监测水平位置与元件布设

3.2.3 监测结果

3.3 温度监测结果分析

3.4 冻结压力及混凝土应力监测结果与分析

3.5 本章小结

第四章 水化热和冻结温度相互作用下井壁结构的温度场计算

4.1 引言

4.2 混凝土温度场的理论分析

4.2.1 混凝土温度场的推导

4.2.2 边界条件和初始条件的处理

4.3 热分析的数值方法

4.4 温度场的有限元计算理论

4.4.1 泛函和变分

4.4.2 欧拉(Euler)方程的推导

4.4.3 求解三维不稳定温度场变分原理的应用

4.4.4 有限元法解三维不稳定温度场

4.5 水化热与冻结温度相互作用下井壁结构温度场的数值计算

4.5.1 计算模型的建立

4.5.2 热力学参数选取

4.5.3 计算结果分析

4.6 本章小结

第五章 大体积混凝土温度应力的数值分析

5.1 大体积混凝土温度应力的特点及变化过程

5.2 大体积混凝土温度应力的影响因素

5.3 温度作用下的大体积混凝土徐变理论分析

5.3.1 混凝土徐变的机理

5.3.2 混凝土徐变的主要影响因素

5.3.3 徐变的相关系数

5.4 大体积混凝土温湿耦合作用下的干缩理论分析

5.4.1 混凝土干缩理论的研究现状

5.4.2 温湿耦合作用下的干缩应变计算

5.4.3 混凝土干缩应变的计算

5.5 大体积混凝土温度应力的有限元分析

5.6 大体积混凝土温度应力的热弹塑性理论分析

5.6.1 大体积混凝土热弹塑性体的本构方程

5.6.2 考虑干缩、徐变影响因素的温度应力有限元分析

5.7 深冻结井大体积高性能混凝土温度应力有限元分析

5.7.1 井壁温度应力的有限元模拟方案

5.7.2 计算参数

5.7.3 井壁温度应力的有限元计算结果

5.8 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要工作成果

6.2 主要创新点

6.3 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

展开▼

摘要

大体积混凝土结构由于温度的变化会产生很大的拉应力,要把这种由温度变化而产生的拉应力控制在允许范围内,就需要对混凝土的温度进行控制。影响控制混凝土温度的变化因素较多,引起混凝土裂缝的机理也较为复杂,目前为止,依然难以准确地模拟和预计各种多变因素对混凝土裂缝发生以及发展而产生的影响。本文以淮南矿业集团矿井井壁大体积高高性能混凝土为科学研究背景,首先从混凝土水化热分析的理论出发,阐述了热传导方程在混凝土裂缝控制中的应用,求解热力学所需要的边界条件和初始条件,有限元分析的显式与隐式解法,分析混凝土水化热仿真分析所需要的热力学参数;在对混凝土热力学参数进行确定之后,应用ANSYS结构热力学有限元分析软件热单元SOLID70对该集矿井井壁温度场、温度应力、应变进行了仿真分析,通过理论分析、现场监测、数值模拟研究探讨了井壁混凝土在冻结工况条件下温度场和应力场的变化及分布规律。研究的主要内容有: 1.对深冻结井井壁高强高性能混凝土的配合比进行了实验室和现场试验研究,在添加高效减水剂的前提条件下,通过使用三种矿物掺和料(粉煤灰、硅粉和磨细矿渣)技术,研究配制的混凝土满足了高强、早强的要求,同时还提高了混凝土的耐久性和后期强度。 2.依据冻土的物理力学性质和混凝土水化热特性,分析了冻结法施工凿井井壁混凝土的不同组成成分对混凝土强度等性能的影响,研究了井壁混凝土放热性能及水化热的产生机理和理论分析方法。 3.结合冻结法施工凿井施工过程,对井壁混凝土施工过程中温度、应力变化进行监测与分析,得到了井壁和冻结壁温度场分布变化规律,冻胀压力变化规律和井壁钢筋混凝土的受力规律。 4.对冻土进行室内物理力学性能试验研究,得出冻土比热、导热系数以及冻土力学基本参数。 5.混凝土水化热温升模型分别采用指数式、双曲线式和复合指数式进行试算,将计算结果与实测平均温度对比,确定了合适的的水化热升温模型。 6.考虑了混凝土水化放热情况,建立了冻结法施工凿井冻结壁井壁温度场数值计算模型,运用有限元软件ANSYS对冻结井壁温度场进行计算,得到了冻结井壁温度场分布变化特性。 7.导入温度场计算结果,采用三种不同计算方案,对井壁温度场应进行有限元分析计算计算,得出井壁温度应力分布。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号