迈达斯软件应用之施工阶段水化热分析
水化热施工阶段分析施工阶段水化热分析
1
目 录
概 要3分析模型截面数据 / 5
材料热特性值 / 7
结构建模8设定建模环境 / 8
定义构件材料 / 9
定义时间依存材料 / 10
连接一般材料与时间依存材料 / 11
建立结构模型 / 12
输入水化热分析数据25水化热分析控制 / 25
输入大气温度 / 26
输入对流系数 / 27
定义固定温度条件 / 31
定义放热函数 / 32
定义施工阶段 / 34
运行结构分析37查看分析结果37查看温度变化 / 38
查看应力变化 / 40
查看时程图形 / 42
使用动画查看结果 / 46
水化热施工阶段分析概 要
目前大体积混凝土、高强混凝土以及耐久性混凝土正被广泛应用于实际工程中，由水化热引起的温度裂缝也逐渐成为设计人员所关注的课题。水化热引起的温度裂缝
大多发生在结构施工初期宽度较大且贯通裂缝比较多，对结构的耐久性、透水性会产
生严重影响，因此在设计、施工以及监理阶段需要详细验算水化热引起的温度应力。
另外，大体积混凝土结构是分阶段浇筑的，分阶段浇筑的混凝土具有不同的混凝土材
龄和热特性值，所以必须分施工阶段做水化热分析。
因混凝土水化热引起的温度应力大体分为内部约束应力和外部约束应力。
内部约束应力是因为混凝土温度分布的不平衡约束了结构体积的膨胀而发生的应力。在水化反应初期，混凝土表面温度和内部温度差使混凝土表面发生张拉应力；在
温度下降阶段因为内部收缩变形大于表面，所以在混凝土内部发生张拉应力。内部约
束应力的大小与结构物内外温度差成比例。
外部约束应力是因为已浇筑的混凝土或地基表面约束了正在浇筑的混凝土的温度变形而发生的应力。外部约束的影响与接触表面的宽度和外部约束刚度有关。
水化热分析包括热传导分析(Heat Transfer Analysis)和温度应力分析(Thermal Stress Analysis)两个过程。
热传导分析是计算节点温度随时间的变化量，即计算因水泥水合过程中发生的放热、对流、传导引起的节点温度变化。温度应力分析是使用热传导分析得到的各时间
段的节点温度分布以及材料随时间变化的特性、混凝土随时间变化的收缩、混凝土随
时间和应力变化的徐变等，计算大体积混凝土各施工阶段应力。
本例题对分两阶段浇筑的基础做了施工阶段分析。
3
高级应用例题
4
分段浇筑的混凝土水化热施工阶段分析的建模和分析过程如下。
弹性模量、比热、热传导系数
徐变和收缩、考虑弹性模量的变化
建立单元和边界条件
定义积分常数、初始温度
输入环境温度函数和对流系数函数之后，
定义单元对流边界。
对温度不随时间变化的部分输入固定温度
输入热源函数之后分配给相应单元
考虑管冷时，输入有关数据(选择步骤)
定义各施工阶段的单元和边界条件
热传导分析和温度应力分析
查看各时间段温度分布和温度应力
* 为了明确分析因材龄不同引起的混凝土间的内部约束影响，在本例题中没有包含管冷步骤。关于管冷的内容请参照主页上的“例题7. 水化热分析”。
水化热施工阶段分析
5
分析模型截面数据
本例题使用了实际设计当中经常使用的大体积平板基础作为水化热分析的模型。如图1所示，分两阶段浇筑基础平板。第一次浇筑170小时以后浇筑第二段，对第二阶段浇筑的混凝土水化热分析时间为930小时。
如图1所示，如果将地基作为弹性支撑建立水化热分析模型的话，则不能正确体现混凝土的热量向地基传播的过程。所以应将地基建成具有比热和热传导率等特性的构件，才能正确反应结构物的水化热传播过程。
地基 : 24 x 19.2 x 3 m
筏板基础(第一阶段浇筑) : 14.4 x 9.6 x 2.4 m (170 小时) 筏板基础(第二阶段浇筑) : 14.4 x 9.6 x 2.4 m (930 小时) 水泥类型 : 低热水泥 图1 水化热施工阶段分析模型
24 m
19.2 m
3 m
2.4 m
2.4 m
地基
第一阶段混凝土
第二阶段混凝土
14.4 m
9.6 m
高级应用例题
6
因为本例题模型具有对称性，所以如图2所示可以使用1/4模型做结构分析。使用对称模型不仅缩短了分析时间，在查看混凝土内部的温度分布和应力分布时也非常方便。
图2 水化热施工阶段分析模型 (1/4 对称模型)
15@0.8=12
12@0.8=9.6
4@0.6=2.4
4@0.6=2.4
5@0.6=3
9@0.8=7.2
6@0.8=4.8
水化热施工阶段分析材料热特性值
使用的材料以及热特性值参见表1。
表1 使用材料以及热特性值
本例题使用低热水泥，最大绝热温升(K)和导温系数(a)使用单位体积水泥含量的有关实验数据。
7
高级应用例题
8
结构建模
设定建模环境
打开新项目( 新项目
)，保存(
保存)为“水化热施工阶段.mcb”。
文件 / 新项目
文件 / 保存 (施工阶段水化热)
如图3所示，将单位体系设置为m, kgf。
工具 / 单位体系
长度 > m ； 力 > kgf ?
图3 设定单位体系
水化热施工阶段分析
9
定义构件材料
输入筏式基础和地基的材料。
模型 / 特性值 /
材料
一般 > 材料号 > 1 ; 名称 > (筏式基础) ; 类型 > 混凝土 混凝土 > 设计标准 > KS-Civil(RC) ; C270 热传导 > 比热 > (0.25) ; 热传导 > (2.3) ?
一般 > 材料号 > 2 ; 名称 > (地基) ; 类型 > 用户定义 弹性模量 > (1.0e+8) ; 泊松比 > (0.2) 导热系数 > (1.0e-5) ; 比重 > (1800) 热传导 > 比热 > (0.2) ; 热传导 > (1.7) ?
图4 定义构件材料
高级应用例题
10
定义时间依存材料
为了考虑徐变、收缩以及弹性模量的变化，定义时间依存材料。
模型 / 特性值 /
时间依存材料 (徐变/温度收缩)
名称 > (徐变/温度收缩) ; 设计标准 > 编辑弹性模量
编辑弹性模量 > n1 > (3) ; phi1 > (0.73) ;
n2>(5) ; phi2>(1) ?
模型 / 特性值 /
时间依存材料 (强度进展)
名称 > (C) ; 类型 > 设计标准
设计标准 > 韩国标准
混凝土91天抗压强度(S91) > (2700000)
系数 a >
(4.5) ; b (0.95)
?
图5 定义时间依存材料
有关强度进展公
式的设计规范说明请参照用户在线手册中的 “CIVIL 的功能>模型>特性值>□□依存材料(强度进展)”章□。
定义编辑弹性模
量的方法请参照韩国混凝土标准规范29章大体积混凝土章节。
水化热施工阶段分析
11
连接一般材料与时间依存材料
将前面定义的一般材料与时间依存材料连接起来。
模型 / 特性值 /
连接时间依存材料
时间依存材料类型 > 徐变/收缩 > 徐变/收缩 时间依存材料类型 > 弹性 > 弹性 选择分配的材料 > 材料 > 1:筏式基础
操作 >
图6 连接一般材料和时间依存材料
高级应用例题
12
建立结构模型
首先在地基下面四周建立节点(位置由用户随意选定)，连接节点建立平面单元，使用扩展单元功能建立实体单元。
点栅格(关) ; 捕捉点栅格(关) ; 捕捉轴网(关)
顶面
自动对齐
模型 > 节点 > 建立节点
坐标 (0,0,0) ; (12,0,0) ; (12,9.6,0) ; (0,9.6,0)模型 > 单元 >建立单元
单元类型 > 板
连接节点 > (1, 2, 3, 4)
图7 建立地基板单元
水化热施工阶段分析
13
使用扩展单元功能建立实体单元模型。
标准 模型 > 单元 >
扩展单元
全选
扩展类型 > 平面单元 ? 实体单元 原目标 > 删除(开)
单元类型 > 实体单元 ; 材料 > 1:筏式基础 生成方式 > 移动
间距 > 等间距 > dx,dy,dz > (0, 0, 7.8) ?
图8 建立实体单元
高级应用例题
14
分割单元
使用分割单元功能分割单元。单元形状可以建成同结构形状类似，对于应力变化较大的区域以及用户关心的部位可以将单元的大小分割得小一些密一些。地基部分的单元不必划分得太细，划分单元的原则之一为同一单元内的应力变化不要太大。本例题为了建模方便将模型划分成了同一大小的单元。
模型 / 单元 / 分割单元
全选
分割单元 > 单元类型 > 实体单元 ; 等间距
分割数量 x : (15) ; y : (12) ; z : (13)?
消隐
显示 > 节点 > 节点(关)
图9 分割实体单元
水化热施工阶段分析
15
使用扩展单元功能和分割单元功能建立四边形立体单元网格，然后删除模型中不需要的单元。
正面 收缩
模型 > 单元 >
删除单元
窗口选择 (图10的①)
类型 > 选择 ; 自由节点(开) ?
图10 删除单元
高级应用例题
16 将视点转换到 左面，删除没有包含在模型中的单元。
左面
模型 > 单元 > 删除单元
窗口选择 (图11的①)
类型 > 选择 ; 自由节点(开) ?
标准
图11 删除单元
Z
Y
左面
①
水化热施工阶段分析
17
因为使用扩展单元功能建立实体单元时，构件的材料均定义成了混凝土，所以应修改地基的材料。
树形菜单 > 工作表单
窗口选择 (图12的①)
特性值 > 材料 > 2:地基 (拖放)
图12 赋予地基材料特性
拖放
①
修改单元特性时
可以使用修改单元特性值命令。
高级应用例题
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建立单元群和边界群
为乐做施工阶段分析，首先要定义各施工阶段(construction stage)内激活和钝化的单元群和边界群，并利用单元群和边界群定义施工阶段。
首先建立结构群。
群 > 结构群 >
图13 建立结构群
水化热施工阶段分析定义单元群
将单元赋予前面定义的结构群。首先将地基部分赋予名称为“地基”结构群。
树形菜单 > 群表单
窗口选择 (图14的①)
结构群 > 地基 (拖放)
拖放
①
图14 定义结构群(地基)
19
高级应用例题
20
定义第一阶段浇筑的筏式基础的下层和第二阶段浇筑的筏式基础的上层为不同的结构群。
树形菜单 > 群表单
窗口选择 (图15的①)
结构群 > 筏式基础(下层) (拖放)
窗口选择 (图15的②)
结构群 > 筏式基础(上层) (拖放)
图15 定义结构群(筏式基础(下层)和筏式基础(上层))
拖放
拖放
①
②
大体积混凝土水化热计算
10.3 球磨机混凝土水化热温度计算 1、最大绝热温升 （1）Th=(mc+K·F)Q/c·ρ (2) Th=mc·Q/c·ρ(1-eˉ-mt) 式中 Th----混凝土最大绝热温升（℃） mc---混凝土中水泥用量(kg/m3) F----混凝土活性掺合料用量(kg/m3) K----掺合料折减系数.取0.25～0.30 Q----水泥28d水化热(kJ/kg)见下表 ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3) e----为常数,取2.718 t-----混凝土的龄期(d) m----系数,随浇筑温度改变,见下表 T1（t）=Tj+ Th·ε(t) 式中 T1（t）----t龄期混凝土中心温度（℃） Tj--------混凝土浇筑温度（℃） ε(t)----t龄期降温系数,见下表
3、球磨机基础底板第一步混凝土浇筑厚度为1.6m，温度计算如下。 已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。所以取三天降温系数0.49计算Tmax。 混凝土的最终绝热温升计算： Tn=mc*Q/(c*p) (1) 不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算： Tt=Tn(1-e-mt) (2) 式中：Tt：t龄期时混凝土的绝热温升（℃）； Tn：混凝土最终绝热温升（℃）； M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝0.362； T：龄期； mf：掺和料用量； Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg； mc：单位水泥用量；（430kg/m3） c：混凝土的比热，c=0.97kj/(kg*k); p:混凝土的密度，p=2400kg/m3;得混凝土最终绝热温升： 代入（1）得；Tn=mc*Q/(c*p)=430*375/（0.9*2400）=69.3℃ 代入（2）得: T3=69.3*0.662=45.88℃； T4=69.3*0.765=53.01℃； T5=69.3*0.836=57.93℃； T7=69.3*0.92=63.76℃； 4、球磨机底板混凝土内部最高温度计算： Tmax=Tj+Tt*δ=20+63.76*0.44=48.05℃ Tmax:混凝土内部最高温度（℃）； Tj：混凝土浇筑温度，根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果，假定为20℃； Tt：t龄期时的绝热温升；
水化热讲解
第一章设计说明
第二章大体积混凝土承台水化热有限元分析 2.1 概论 2.1.1 大体积混凝土定义 目前国际上对大体积混凝土仍无一个统一的定义。就如美国混凝土学会的定义：任何就地现浇的混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂的，称之为大体积混凝土。又如日本建筑学会对大体积混凝土的标准定义：结构断面最小尺寸在80cm以上；水热化引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土。而我国《大体积混凝土施工规范》认为，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土属于大体积混凝土。 由以上可见，大体积混凝土主要是依靠结构物的断面尺寸和水化热引起的温度变化来定性的。 2.1.2 大体积混凝土温度裂缝成因 施工期间水泥的水化热作用，在其浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段。大体积混凝土自身有一定的保温性能，因此在升温期其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多,而在降温期内部降温速度又比其表层慢得多,在这些阶段中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界环境温度约束的作用，在混凝土内产生的温度应力是相当复杂的。由于混凝土的抗拉能力比较弱，一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。 因此必需掌握其水化热的变化规律，从而为混凝土配合比的修改及养护方案的制定提供依据。 2.1.3 本章研究的主要内容 (一)利用MADIS有限元软件建立大体积混凝土承台模型，并对其进行仿 真水化热计算。 (二)对其水化热进行参数分析。
【精品】第9章边坡稳定性分析
第9章边坡稳定性分析 学习指导：本章介绍了边坡的破坏类型,即:岩崩和岩滑;着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法,包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法；介绍了岩坡处理的措施。 重点：1边坡的变形与破坏类型； 2影响边坡稳定性的因素； 3边坡稳定性分析与评价. 9。1边坡的变形与破坏类型 9。1.1概述
随着社会进步及经济发展，越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题，通过长期的工程实践，工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系,并通过理论对人类工程活动，进行有效地指导。近年来，随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展，人类已认识到：边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展，而是与人类活动密切相关；人类在进行生产建设的同时，必须顾及到边坡的环境效应，并且把人类的发展置于环境之中,因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域，在这些领域中，边坡作为地质工程的分支之一，一直是人们研究的重点课题之一。 在水电、交通、采矿等诸多的领域，边坡工程都是整体工程不可分割的部分，为保证工程运行安全及节约经费，广大学者对边坡的演化规律、边坡稳定性及滑坡预测预报等进行了广泛研究。然而，随着人类工程活动的规模扩大及经济建设的急剧发展,边坡工程中普遍出现了高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题。在我国，目前的露天采矿的人工边
坡已高达300—500m，而水电工程中遇到的天然边坡高度已达500—1000米，其中涉及的工程地质问题极为复杂，特别是在西南山区，边坡的变形、破坏极为普遍,滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。
2021年边坡稳定性分析开题报告
边坡稳定性分析开题报告 关于边坡稳定性分析开题报告范文 边坡稳定性的一般理解是边坡中的滑动体沿滑面破坏，即抗滑力与滑动力之比。当比值等于1,为极限平衡状态；大于1,为稳定状态；小于1,为不稳定状态。这是一种岩体破坏的稳定性概念。以下是边坡稳定性分析范文，供大家参考。 山西某黄土边坡的稳定性分析 1.1.1 选题背景 近年来，在黄土地区特别是在山西，随着建筑物的大量兴建和人们对空间的不断开发、利用，边坡工程越来越多，边坡支护的形式也多种多样。由于人们对建筑边坡工程复杂性认识不够、工程经验不足，加上黄土本身土质的特殊性，因此在工程施工中，支护结构选择不当或支护强度设计不够，以及不加强雨水及生产、生活用水管理，使边坡浸水。所有这些造成许多边坡工程事故，给国家经济及人民生命财产造成巨大损失。例如xx年4月27日，青海省银鹰金融保安护卫有限公司基地发生一起边坡支护工程坍塌事故，造成数人死伤，经济损失达数十万元。事故调查结果显示，施工单位在没有进行任何地质灾害危险性评估的情况下，擅自施工，且边坡支
护设计方案未按照规范设计，以及施工过程中也没有根据现场的实际情况采取有效的防护措施，违反了建筑边坡工程技术规范施工工艺流程，从而导致了事故的发生。像这样的例子还有许多。 岩土工程界普遍认为引起边坡工程失稳事故的主要原因是工程地质勘察存在问题、边坡支护设计存在问题、边坡工程施工存在的问题以及边坡工程在使用中存在不当等问题。而边坡工程的设计又是最为重要的一方面，所以对于边坡工程事故应当着重于这一方面的研究。 1.1.2 选题意义 边坡工程的设计及其稳定性问题是结构力学、土力学、水文地质学等诸多工程领域学科的交汇，是一项涉及范围较广、难度较大的系统工程。同时，这是一项具有较强综合性的课题，勘察、设计、施工等各个环节对于边坡支护的稳定都有巨大的影响，任何失误都可能产生严重的后果。 我国现在正大力发展中西部地区，而大部分黄土都分布在中西部地区，那么关于黄土边坡稳定性问题是在发展国家中西部的过程中所不能回避的问题。如在边坡支护过程中由于勘察、设计、施工等不当导致黄土滑坡对人民生命、财产安全构成威胁问题等等。想要
大体积混凝土水化热温度检测方案
大体积混凝土水化热温度检测方案
大体积混凝土水化热温度 检 测 方 案 方案编制人： 方案批准人： XX工程质量检测有限责任公司 20 年月日
目录 封面 (1) 一、测温描述 (3) 二、工程概况 (4) 三、依据标准规范及温控指标 (5) 四、测温仪器及设备 (5) 五、测温点的布置 (5) 六、温度测试元件的安装及保护 (7) 七、测温时间 (7) 八、温控措施与建议 (8) 九、监测程序 (9) 十、安全、文明措施 (9) 十一、质量保证体系及服务承诺 (10) 十二、委托单位的配合工作 (11) 十三、测温点布置图………………………………………附图页
XX名都工程2#、3#楼筏板基础 大体积混凝土水化热温度和温差 监测方案 一、测温描述 因大体积混凝土的截面尺寸较大，由荷载引起裂缝的可能性较小，但由于温度产生的变形对大体积混凝土却极为不利。 在混凝土硬化初期，水泥水化释放出较多热量，而混凝土与周围环境的热交换较慢，故混凝土内部的热量不断增加，使其内部温度不断升高，混凝土的体积膨胀变大。随着混凝土水化速度减慢，释放的热量也越来越少，积聚在混凝土中的热量由于热交换的进行慢慢减少，混凝土的温度降低，混凝土产生收缩。当此收缩受到约束时，混凝土内部产生拉应力（此应力简称为温度应力），此时混凝土的强度较低，如不足抵抗拉应力时，混凝土内部就产生了裂缝。 此外，混凝土的导热系数较小。混凝土内部热量不易散失，而表面热量易与周边环境进行热交换而减少，从而温度降低，就形成了混凝土里表温差。如温差较大，则混凝土表里收缩不一致，也使混凝土开裂。 因此，在大体积混凝土中，必须考虑温度应力和温差引起的不均匀收缩应力（简称温差应力）的影响。而温度应力和温差应力大小，又涉及到结构的平面尺寸，结构厚度，约束条件，周边环境情况，含筋率，混凝土各种组成材料的特性和物理力学性能，施工工艺等许多因素影响。故为了保证大体积混凝土施工质量，
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法 1.1 概述 边坡稳定性分析是边坡工程研究的核心问题，一直是岩土工程研究的的一个热点问题。边坡稳定性分析方法经过近百年的发展，其原有的研究不断完善，同时新的理论和方法不断引入，特别是近代计算机技术和数值分析方法的飞速发展给其带来了质的提高。边坡稳定性研究进入了前所未有的阶段。 任何一个研究体系都是由简单到复杂，由宏观到微观，由整体到局部。对于边坡稳定性研究，在其基础理论的前提下，边坡稳定分析方法从二维扩展到三维，更符合工程的实际情况；由于一些新理论和新方法的出现，如可靠度理论和对边坡工程中不确定性的认识，边坡稳定分析方法由确定性分析向不确定性分析发展。同时，由于边坡工程的复杂性，边坡稳定评价不能依赖于单一方法，边坡的稳定性评价也由单一方法向综合评价分析发展。 1.2 边坡稳定性分析方法 边坡稳定性分析方法很多，归结起来可分为两类：即确定性方法和不确定性方法, 确定性方法是边坡稳定性研究的基本方法,它包括极限平衡分析法、极限分析法、数值分析法。不确定性方法主要有随机概率分析法等。 1.2.1 极限平衡分析法 极限平衡法是边坡稳定分析的传统方法，通过安全系数定量评价边坡的稳定性，由于安全系数的直观性，被工程界广泛应用。该法基于刚塑性理论，只注重土体破坏瞬间的变形机制，而不关心土体变形过程，只要求满足力和力矩的平衡、Mohr-Coulomb准则。其分析问题的基本思路：先根据经验和理论预设一个可能形状的滑动面，通过分析在临近破坏情况下，土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡，计算土体在自身荷载作用下的边坡稳定性过程。极限平衡法没有考虑土体本身的应力—应变关系，不能反映边坡变形破坏的过程，但由于其概念简单明了，且在计算方法上形成了大量的计算经验和计算模型，计算结果也已经达到了很高的精度。因此，该法目前仍为边坡稳定性分析最主要的分析方法。在工程实践中，可根据边坡破坏滑动面的形态来选择相应的极限平衡法。目前常用的极限平衡法有瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Sarma法Morgenstern-Price 法和不平衡推力法等。
大体积混凝土水化热计算
球磨机混凝土水化热温度计算 1、最大绝热温升 （1）Th=(mc+K·F)Q/c·ρ (2) Th=mc·Q/c·ρ(1-eˉ-mt) 式中 Th----混凝土最大绝热温升（℃） mc---混凝土中水泥用量(kg/m3) F----混凝土活性掺合料用量(kg/m3) K----掺合料折减系数.取～ Q----水泥28d水化热(kJ/kg)见下表 C---混凝土比热,取(kJ/kg·K) ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3) e----为常数,取 t-----混凝土的龄期(d) m----系数,随浇筑温度改变,见下表 2、混凝土中心温度计算 T1（t）=Tj+ Th·ε(t) 式中 T1（t）----t龄期混凝土中心温度（℃） Tj--------混凝土浇筑温度（℃） ε(t)----t龄期降温系数,见下表
3、球磨机基础底板第一步混凝土浇筑厚度为，温度计算如下。 已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。所以取三天降温系数计算Tmax。 混凝土的最终绝热温升计算： Tn=mc*Q/(c*p) (1) 不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算： Tt=Tn(1-e-mt) (2) 式中：Tt：t龄期时混凝土的绝热温升（℃）； Tn：混凝土最终绝热温升（℃）； M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝； T：龄期； mf：掺和料用量； Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg； mc：单位水泥用量；（430kg/m3） c：混凝土的比热，c=(kg*k); p:混凝土的密度，p=2400kg/m3;得混凝土最终绝热温升： 代入（1）得；Tn=mc*Q/(c*p)=430*375/（*2400）=℃ 代入（2）得: T3=*=℃； T4=*=℃； T5=*=℃； T7=*=℃； 4、球磨机底板混凝土内部最高温度计算： Tmax=Tj+Tt*δ=20+*=℃ Tmax:混凝土内部最高温度（℃）； Tj：混凝土浇筑温度，根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果，假定为20℃； Tt：t龄期时的绝热温升；
水化热参数化分析
一．概要 1. 水化热分析 浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。 温度裂缝发生类型 混凝土浇筑初期，因内部温度升高将发生膨胀，但混凝土表面的温度下降较快，相对应变较小，从而使混凝土表面产生拉应力。 混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力称为内部约束应力。此类拉应力裂缝主要发生在构件尺寸比较大的结构。 混凝土在高温状态下温度下降会发生收缩，但受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的拉力，像这样变形受外部边界约束的状态称为外部约束。此类应力主要发生在像墙这样约束度比较大的结构中。 利用温度裂缝指数预测温度裂缝 韩国混凝土规范中使用温度裂缝指数（抗拉强度与发生的温度应力之比）i 值预测是否发生裂缝。 一般采用下面的值。 FEA 程序的水化热分析 水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。. 热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。 因此通过查看温度分布可以看出输入数据是否有误，如果温度分布没有问题可说明输出的应力结果也是正确的。 2. 水化热参数化分析 水化热分析必须进行反复计算 大体积混凝土的温度裂缝可以利用温度裂缝指数(Crack Ratio, Icr) 来验 算。温度裂缝指数要满足结构的重要 性、功能、环境条件等因素的要求。 温度裂缝指数受水泥的类型、浇筑温度、养生方法等多因素的影响，所以需要对多种条件进行反复分析以找出最佳的浇筑方法。 参数化分析功能 为比较多种条件的分析结果需要建立 多个模型进行分析，分析结束后需要整理大量的分析结果、还要进行结果保存、对比等工作。 通过FEA 的水化热参数化分析功能，可以实现一个模型多种条件分析。可以大大减少单纯繁琐的反复分析过程，从而提高工作效率。 参数化分析的使用方法 首先建立一个基本模型，在基本模型里使用替换变量的方式定义分析工况。下图是把材料作为变量条件的示例，“Case I ”为将混凝土C24变更为C30的工况，“Case II ”为将混凝土C35变更为C40的工况。 | 参数化分析的构成 | 参数化分析里可以考虑的变量 在水化热参数化分析的功能里可以调整的变量有五个，较常用的调整方法具体如下。 ? 施工阶段： 降低浇筑高度缩小各阶段的温度差。浇筑间距过小的话很难 达到分段浇筑的效果，但如果太大分界面会产生较大的温差。. ? 对流边界：对流系数较低时，热量不容易对外流失，可以减少内外温差。 ? 材料：使用弹性模量大的材料时，抗拉强度也较大，可增大裂缝指数。 ? 发热特性：是变量中最为敏感的因素, 定义水化过程中发生的热量。 ? 是否考虑自重：使混凝土产生压应力的荷载，在一定程度上可以减少拉应力，但效果不明显。 温度裂缝指数与裂缝发生几率 | 裂缝指数(i) = 混凝土抗拉强度 发生的温度应力 ? 防止裂缝发生时：1.5 以上 ? 限制裂缝发生时：1.2 ~ 1.5 ? 限制有害裂缝发生时：0.7 ~ 1.2 | 内部约束产生的裂缝（放热时）| | 外部约束产生的裂缝（冷却时）|
边坡稳定性分析方法及其适用条件资料
边坡稳定性分析方法及其适用条件 摘要：边坡是一种自然地质体，在外力的作用下，边坡将沿其裂隙等一些不稳定结构面产生滑移，当土体内部某一面上的滑动力超过土体抗滑动的能力，将导致边坡的失稳。边坡稳定性分析是岩土工程的一个重要研究内容，并已经形成一个应用研究课题，本文对目前边坡稳定性分析中所采用的各种方法进行了归纳，并阐述了其适用条件。 关键词：边坡稳定性分析方法适用条件 正文： 一、工程地质类比法 工程地质类比法，又称工程地质比拟法，属于定性分析，其内容有历史分析法、因素类比法、类型比较法和边坡评比法等。该方法主要通过工程地质勘察，首先对工程地质条件进行分析，如对有关地层岩性、地质构造、地形地貌等因素进行综合调查和分类，对已有的边坡破坏现象进行广泛的调查研究，了解其成因、影响因素和发展规律等；并分析研究工程地质因素的相似性和差异性；然后结合所要研究的边坡进行对比，得出稳定性分析和评价。其优点是综合考虑各种影响边坡稳定的因素，迅速地对边坡稳定性及其发展趋势作出估计和预测；缺点是类比条件因地而异，经验性强，没有数量界限。 适用条件：在地质条件复杂地区，勘测工作初期缺乏资料时，都常使用工程地质类比法，对边坡稳定性进行分区并作出相应的定性评价，因此，需要有丰富实践经验的地质工作者，才能掌握好这种方法。
二、极限分析法 应用理想塑性体或刚塑性体处于极限状态的极小值原理和极大 值原理来求解理想塑性体的极限荷载的一种分析方法。它在土坡稳定分析时，假定土体为刚塑性体，且不必了解变形的全过程，当土体应力小于屈服应力时，它不产生变形，但达到屈服应力，即使应力不变，土体将产生无限制的变形，造成土坡失稳而发生破坏。其最大优点是考虑了材料应力—应变关系，以极限状态时自重和外荷载所做的功等于滑裂面上阻力所消耗的功为条件，结合塑性极限分析的上、下限定理求得边坡极限荷载与安全系数。 三、极限平衡法 该法将滑体作为刚体分析其沿滑动面的平衡状态,计算简单。但由于边坡体的复杂性,计算时模型的建立与参数的选取不可避免地使计算结果与实际结果不吻合。常用的方法有如下几种。 1瑞典条分法。基本假定:A边坡稳定为平面应变问题;B滑动面为圆弧;C计算圆弧面安全系数时,将条块重量向滑面法向分解来求法向力。该方法不考虑条间力的作用,仅能满足滑动体的力矩平衡条件,产生的误差使安全系数偏低。 优缺点：在不能给出应力作用下的结构图像的情况下，仍能对结构的稳定性给出较精确的结论，分析失稳边坡反算的强度参数与室内试验吻合度较好，使分析程序更加可信;但需要先知道滑动面的大致位置和形状，对于均质土坡可以通过搜索迭代确定其危险滑动面，但是对于岩质边坡，由于其结构和构造比较复杂，难以准确确定其滑动
大体积混凝土水化热计算公式
九、基础混凝土浇筑专项施工方案 江苏广兴建设集团有限公司 基础混凝土浇筑专项施工方案 工程名称：镇江新区平昌新城配套公建工程 编制： 审核： 批准：
江苏广兴建设集团有限公司 镇江新区平昌新城配套公建工程项目部 2012年3月14日 基础混凝土浇筑专项施工方案 第一节、工程概况 一、工程概况 【本方案针对重要施工技术措施节点的分部分项工程的特点及要求进行编写】镇江新区平昌新城配套公建工程；工程建设地点：镇江新区平昌新城平昌路；属于框剪结构；地上12层；地下1层；建筑高度：44.65m；标准层层高：3.6m ；总建筑面积：25000平方米；总工期：450天。 本工程由镇江瑞城房地产开发有限公司投资建设，常州市规划设计院设计，镇江市勘察设计院地质勘察，镇江兴华工程建设监理有限责任公司监理，江苏广兴集团有限公司组织施工；由胡金祥担任项目经理，周道良担任技术负责人。 本工程地下室基础为带人防核6防6、二级防水等级要求的人防地下室，地下室主体结构混凝土强度等级：基础底板为C35，地下室顶板、梁为C30，地下室墙、柱均为C40，地下车道底板混凝土为C35，侧壁为C40。地下室底板、外墙、地下车道底板及侧板、单层车库顶板、覆土顶板及水池围护结构均需采用P6抗渗混凝土，地下室底板、外墙、顶板采用补偿收缩混凝土，后浇带采用膨胀混凝土，地下室混凝土在混凝土中掺入抗裂纤维。本工程地下室底板厚度600mm/800mm （主楼位置），地下室板墙厚度分别为200mm/250mm/300mm/450mm（详见地下
结施13墙定位及配筋图），板墙浇筑高度3.8m/4.4m（详见顶板施工图）。 【本工程地下室基础混凝土标号众多，抗渗、膨胀、纤维等外加剂的参数以及使用位置，不同型号混凝土浇筑节点处的处理要严格参照图纸结构总说明中4.1.3要求进行施工】 二、施工要求 1、确保混凝土施工在浇筑时期内安全、质量、进度都达到优质工程标准。 2、本工程混凝土浇筑施工质量技术措施控制重点：（1）、大体积混凝土水化热的处理；（2）、地下室后浇带防水措施。 第二节、编制依据 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003 《地下工程防水做法》苏J02-2003 及江苏广兴集团有限公司以往类似工程的施工方案和本工程相关施工设计图纸等。 第三节、施工计划 材料与设备计划 本工程基础混凝土按后浇带划分三个区域：（1）以3#楼为主，2-F轴以北后浇带划分；（2）以2#楼为主，2-A轴以北后浇带划分；（3）以1#楼为主，2-A轴以南后浇带划分。 1、混凝土浇筑以商品混凝土泵送浇捣，投入4台振动棒，2台平板振动器，1台混凝土收光机，水泵4台，自吸泵2台等其他小型工具。机修人员必须在机械使用前对所有机械进行检查养护，在浇筑混凝土过程中，安排人员进行定时检修。 2、养护混凝土使用的塑料薄膜以及覆盖用的草袋，水管等养护材料。 3、对预拌混凝土的要求 与预拌混凝土搅拌站签订供应合同，对原材、外加剂、混凝土坍落度、初凝时间、混凝土罐车在路上运输等作出严格要求。 A、对预拌混凝土坍落度的要求 混凝土搅拌站根据气温条件、运输时间、运输道路的距离、混凝土原材料（水泥品种、外加剂品种等）变化、混凝土坍落度损失等情况来适当地调整原配合比，确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，确保混凝土供应质量。 当气候变化时，要求混凝土预拌站提供不同温度下、单位时间内坍落度损失值，以便现场能够掌握混凝土罐车在现场的停置时间。并且可以根据混凝土浇筑情况随时调整混凝土罐车的频率。浇筑混凝土时，搅拌站派一名调度现场调配车辆。同时鉴于现场处的特殊地理位置，项目安排人员协调现场内外的交通问题。 对到场的混凝土实行每车必测坍落度，实验员负责对当天施工的混凝土坍落度实行抽测，混凝土工长组织人员对每车坍落度进行测试，负责检查每车的坍落度是否符合预定预拌混凝土坍落度的要求，并做好坍落度测试记录。如遇不符合要求的，退回搅拌站，严禁使用。 B、对预拌混凝土的添加剂的要求
midascivil水热化分析
课题背景及任务来源 随着我国交通事业的迅速发展，大跨度桥梁大量出现，在桥梁中大体积混凝土承台、锚碇、塔等亦随之大量出现。目前所生产的水泥放热速度较过去大为提高，这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出，已成为普遍性的问题。 大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和约束作用，由此而产生的温差和温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，成为结构的隐患。因此大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。 大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、环境等多方面因素，工程建设领域目前对桥梁中所使用的大体积混凝土的研究还不够深入、全面，相关的规范条文还不够完善，对很多工程实践中的问题只能依靠经验处理，缺乏适当的理论依据，这会造成许多不必要的人力、物力、财力的浪费，大体积混凝土施工质量控制的结果也不很理想。 在总结大体积混凝土温度裂缝产生的原因的基础上，本文结合邕江四线特大桥，以及对承台试块的模拟试验，研究分析了大体积混凝土内部温度场和温度应力变化的规律和工程中采用的温控措施的实际效果。 本文在大体积混凝土工程中所采用的温度监测和裂缝控制措施，为今后同类工程施工提供了有用信息，也为今后开展深入的理论研究提供了试验和理论参考依据。 组成结构 通过midas 来模拟大体积混凝土在水化热情况下温度与应力应变的变化，并且通过不加冷水管和加冷水管的情况下进行对比分析，并得出相应的结果。 功能与技术能够直观的看到混凝土内部在水化热的情况下温度随时间的变化，并且通过精确的数值进行分析。从而使我们对水化热有进一步的认识，进而通过温度变化趋势分析混凝土可能会产生的裂缝的位置，从而提前做好防护措施，尽可能是裂缝降到最小。 成果的主要特点 通过对大体积混凝土水化热的分析，我们能更加深入的了解混凝土内部温度度的变化情况，从而对混凝土浇筑、养护、防护提前做出应对措施。尤其是咋此过程中温度对其裂缝的影响。 创新点 通过软件对混凝土内部水化热产生的温度进行模拟分析，并且通过不同的情况（有无冷水管）进行对比分析。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法 边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。岩土边坡是一种自然地质体，一般被多组断层、节理、裂隙、软弱带切割，使边坡存在削弱面，在边坡角变化、地下水、地震力、水库蓄水等外因作用下，使边坡沿削弱面产生相对滑移而产生失稳。 边坡稳定性分析过程一般步骤为：实际边坡→力学模型→数学模型→计算方法→结论[4]。其核心内容是力学模型、数学模型、计算方法的研究，即边坡稳定性分析方法的研究。边坡稳定分析方法研究一直是边坡稳定性问题的重要研究内容，也是边坡稳定研究的基础。 1 边坡稳定性研究发展状况 边坡稳定性的分析研究始于本世纪二十年代，最早是对土质边坡的稳定性进行分析和计算，直到60年代初，岩体边坡的稳定性分析研究才开始进行。早期对边坡稳定性的研究主要从两方面进行的：一是借用刚体极限平衡理论，根据三个静力平衡条件计算边坡极限平衡状态下的总稳定性。二是从边坡所处的地质条件及滑坡现象上对滑坡发生的环境及机制进行分析，但基本上都是单因素的。 50年代，我国许多工程地质工作者，在研究中采用前苏联的“地质历史分析”法，也是偏重于描述和定性分析。60年代初的意大利瓦依昂水库滑坡及我国一些水电工程及露天矿山遇到的大型滑坡和岩体失稳事件，使工程地质学家们认识到边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程或累进性破坏过程，每一类边坡都有其特定的时效变形形式或时效变形过程，这些过程所包含的力学机制只有用近代岩石力学理论才能解释，从而使边坡稳定性研究进入了模式机制研究或内部作用过程研究的新阶段。 进入80年代以来，边坡稳定研究进入了蓬勃发展的新时期。一方面随着计算理论和计算机科学的迅猛发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。边坡稳定性分析的研究也开始采用数值模拟手段定量或半定量地再现边坡变形破坏过程和内部机制作用过程，从岩石力学和数学计算的角度认识边坡变形破坏机制，认识边坡稳定性的发展变化。另一方面，现代科学理论方法，如系统方法、模糊数学、灰色理论、数量化理论及现代概率统计等新兴学科都被广泛的引入边坡稳定性的科学研究中，从而大大扩充了边坡工程的理论和研究方法，提高
岩质边坡类型、结构面特征及稳定性分析
岩质边坡类型、结构面特征及稳定性分析 【摘要】边坡的稳定性受控于岩土体的基本特性和人为改造的程度两方面因素。由于地质体的复杂性、多变性和不均质性，因而道路工程边坡设计是预测性、风险性的设计。本文针对山区不同的边坡类型突出的边坡岩土体失稳问题，结合四川、重庆、云南等省山区道路工程建设项目边坡工程及滑坡灾害的勘查和治理，在研究山区地质背景和地质特征基础上，系统研究边坡岩体结构分类方法，以及开挖边坡岩体稳定性的岩体结构分析方法。 【关键词】地质灾害；岩体分类；结构特征；软硬岩层；结构面；稳定性 泥岩、泥质粉砂岩比较软弱，该类岩层具有透水性弱、亲水性强，遇水易软化、塑变，抗风化能力弱，易崩解等特性。从边坡角度来讲，多数边坡由软硬岩体构成，对边坡岩体的变形破坏起控制作用，岩质边坡软硬结构体构成，岩性层间结合差、软弱结构面发育，边坡开挖后极易发生山体变形、滑坡，特别是山前地带岩土质边坡、顺层岩质边坡及以岩层走向发育沟谷的一侧的边坡，多属顺层易滑地带。雨季经常诱发大量滑坡灾害，在道路等工程建设项目中，也经常诱发大量开挖边坡岩体失稳灾害。 开挖边坡岩土体失稳灾害的根本原因在于具有特殊的岩体结构特征和不利的岩体力学性质，其中开挖边坡岩体结构特征是控制开挖边坡稳定性的重要因素，边坡岩体的变形与破坏与边坡岩体结构面发育特征、结构面与开挖面的空间组合有密切关系，因此对边坡岩体结构、结构面特征的系统研究具有重要意义。 1.边坡岩体结构类型划分 边坡岩体的变形破坏与其岩体结构特征有密切的关系。根据岩体结构面、结构体特性，并充分考虑控制性结构面与边坡开挖临空面之间的空间组合关系，系统研究岩体结构类型的划分，给出各种岩体结构类型边坡稳定性分析模型，以便于在工程勘察设计中简便、快速应用。 针对岩体结构类型和边坡工程的特点，在边坡岩体结构类型划分中考虑如下因素： 1）岩质边坡的岩性特点及岩性组合特征 岩质边坡岩性组合最为显著的特点是不同力学性质的岩层互层，从边坡工程角度，开挖边坡工程的岩性组合主要有软质泥质岩为主的层状结构、软硬相间的砂泥岩互层结构和巨厚层硬岩为主的层状结构。 软质泥质岩为主的层状结构主要指开挖边坡岩体以软弱泥质岩为主，边坡岩体中夹少量薄层硬岩，但对整个边坡岩体性质影响不大。
大体积混凝土水化热及温度计算
大体积混凝土水化热及温度计算 水泥：334kg/m3； 水：190kg/m3；大气温度在30℃，水温在27℃ 粗骨料：1010 kg/m3； 细骨料：731kg/m3； 粉煤灰：78kg/m3； 缓凝型减水剂：1%。 3) 混凝土温度计算 a 搅拌温度计算和浇筑温度 混凝土拌和温度计算: T c=∑T i*W*c/∑W*c=89405.4/3426.1=26.1℃。 考虑到混凝土运输过程中受日晒等因素，入模温度比搅拌温度约高4℃。混凝土入模温度约T j =30.1℃。 b 混凝土中心最高温度 Tmax=T j+T h*ξ
T j=33.04℃(入模温度)，ξ散热系数取0.70 混凝土最高绝热温升T h=W*Q/c/r=350*377/0.973/2321=50.43℃ 其中350 Kg为水泥用量；377KJ/Kg为单位水泥水化热；0.973KJ/Kg.℃为水泥比热；2321Kg/m3为混凝土密度。 则Tmax=T j+T h*ξ=33.04+50.43*0.70=70.94℃。 c 混凝土内外温差 混凝土表面温度(未考虑覆盖)： T b=T q+4h’(H-h’)△T/H2。 H=h+2h’=3+2*0.07=3.14m， h’=k*λ/β＝0.666*2.33/22＝0.07m 式中T bmax--混凝土表面最高温度(℃)； T q--大气的平均温度(℃)； H－一混凝土的计算厚度； h’--混凝土的虚厚度； h--混凝土的实际厚度； ΔT－－混凝土中心温度与外界气温之差的最大值； λ--混凝土的导热系数，此处可取2.33W／m·K； K--计算折减系数，根据试验资料可取0.666； β--混凝土模板及保温层的传热系数(W/m*m·K)，取22 T q为大气环境温度，取30℃，△T= Tmax-T q=40.94℃ 故T b=33.73℃。 混凝土内表温度差：△T c=Tmax-T b=70.94-33.73=37.21℃＞20℃ 2.温度应力计算 计算温度应力的假定： ①混凝土等级为C30，水泥用量较大311 kg/m3；
MIDAS考虑管冷的水化热分析
考虑管冷的水化热分析 北京迈达斯技术有限公司
目录 概要 1 模型的基本数据 3 材料和热特性数据 5 建立模型 6 设定操作环境 6 定义材料特性 7 定义时间依存特性 8 时间依存材料连接 9 结构建模 10 输入水化热分析数据 26 水化热分析控制数据 26 输入环境温度 27 输入对流系数 28 定义热源函数 31 输入管冷数据 33 定义施工阶段 36 运行结构分析 38 查看分析结果 38 查看温度变化 39 查看应力变化 43 查看时程图形 47 动画查看结果 51 2
概要 对于建筑物的基础以及桥梁的基础、桥墩等大体积混凝土需要考虑水化热引起的温度应力。温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点，因此对结构的承 载力、防水性能、耐久性等都会产生很大影响。 大体积混凝土的温度应力是由于浇注混凝土后，水泥的水化反应（放热反应）导致的混凝土体积的膨胀或收缩，在受到内部或外部的约束时而产生的。 混凝土水化热引起的应力可以分为内部约束应力和外部约束应力两大类。 内部约束应力是指由于混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力。即，水化反应初期由于中心部分温度比表面温度高，会导致表面产生拉 应力；而温度开始下降时中心部分的收缩会比表面部多，此时中心部会产生拉应 力。内部约束应力的大小与内外温差成比例。 外部约束应力是指新浇筑的混凝土，由于水化热而发生的体积变化，受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的应力。外部约束的作用与接触面积 的大小和外部约束的刚度等因素相关。 水化热分析包括热传导分析(Heat Transfer Analysis)和热应力分析(Thermal Stress Analysis)两个过程。 热传导分析是通过考虑水泥水化反应时产生的热量、对流、传导等因素计算随时间变化的各节点的温度的过程。 热应力分析是利用计算得到的各节点的不同时间的温度，考虑随时间和温度变化的材料特性、干缩、随时间和应力变化的徐变等，来计算大体积混凝土各施工阶 段的应力的过程。 降低水化热的方法可分为使用低热水泥、分段浇筑、骨料预冷、管冷、Sheet 养护等。这份资料介绍使用管冷方法来防止温度应力时如何进行水化热分析。 1
岩石边坡稳定性分析方法_贾东远
文章编号:1001-831X(2004)02-0250-06 岩石边坡稳定性分析方法 贾东远1,2,阴 可1,李艳华3 (1.重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2.秦皇岛市建筑设计院,河北秦皇岛 066001; 3.河北农经学院工业工程系,河北廊坊 065000) 摘 要:通过综述岩石边坡稳定性分析方法及其研究的一些新近展,并具体从极限平衡法、数值计算方法、流变分析、动力分析等方面进行详细论述,对岩石边坡稳定性分析中涉及到的岩体参数取值、计算模型、各种方法的优缺点等方面进行了探讨,最后提出对岩石边坡稳定性分析的建议。 关键词:岩石边坡;稳定性;极限平衡;数值计算 中图分类号:TU457 文献标识码:A 前言 岩石边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究内容。在我国基本建设中,特别是三峡工程及西部大开发,出现了许多岩石边坡工程,如三峡船闸高边坡、链子崖危岩体以及由于移民迁建用地、城市建设用地形成的边坡等等。在解决这些复杂的岩石边坡问题的过程中,大大促进了岩石边坡稳定性分析方法的发展。随着人们对岩石边坡认识的不断深入以及计算机技术的发展,岩石边坡稳定性分析方法近年来发展很快,取得了一系列研究成果,现分别对其中主要的研究方向和成果作简要介绍并分析各自特点和适用条件,为岩石边坡稳定性分析的工程应用和理论研究提供参考意见。 1 岩体参数及计算模型 极限平衡、数值计算等计算方法在岩石边坡稳定性分析中得到广泛应用,其中如何选择计算所需的工程岩体力学参数成为关键的问题。对于重大工程,可通过现场大型岩体原位试验取得岩体力学参数,但由于时间和资金限制,原位试验不可能大量进行,因而该方法仍有一定的局限性。另外,选取岩性特别均匀的试样几乎是不可能的,多数情况下,是用经验公式来确定岩体抗剪强度参数。但是,经验公式是以一定数量的室内和现场实验资料为依据,通过回归分析求出的,而未能把较多的地质描述引入其中。各个经验公式计算同一岩体的参数时,普遍存在因经验程度不同而确定出的抗剪强度相差较大。由于这些原因,许多文献提出了用其它方法来确定岩体的抗剪强度参数[1-4]。其中张全恒(1992)[1]讨论了确定岩体结构面抗剪强度参数常规方法存在的问题,提出了经验公式和实验相结合的试件法;何满潮(2001)[2]根据工程岩体的连续性理论,提出了根据室内完整岩块试验参数,结合野外工程岩体结构特点进行计算机数值模拟试验,从而确定工程岩体力学参数的方法;周维垣(1992)[3]提出确定节理岩体力学参数的计算机模拟试验法,该方法基于节理裂隙岩体的野外勘察资料,建立岩体损伤断裂模型,在计算机上模拟试验过程,获得所需数据;杨强等(2002)[4]在样本有限的情况下,采用可靠度理论,求出某保证率下的岩体抗剪强度值。 岩体作为复杂的地质体,其力学特性是多种因素共同作用的结果,如形成过程、地质环境和工程环境等。为了能将所有控制因素作为一个整体来考虑,而不仅局限于定量因素,许多文献利用人工 第24卷 第2期2004年6月 地 下 空 间 UNDERGROUND SPACE Vol.24 No.2 Jun.2004 收稿日期:2003-12-11(修改稿) 作者简介:贾东远(1975-),男,河北唐山人,硕士,主要从事岩土工程设计、检测方面的工作。
大体积混凝土水化热计算
大体积混凝土水化热计 算 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
10.3 球磨机混凝土水化热温度计算 1、最大绝热温升 （1）Th=(mc+K·F)Q/c·ρ (2) Th=mc·Q/c·ρ(1-eˉ-mt) 式中 Th----混凝土最大绝热温升（℃） mc---混凝土中水泥用量(kg/m3) F----混凝土活性掺合料用量(kg/m3) K----掺合料折减系数.取0.25～0.30 Q----水泥28d水化热(kJ/kg)见下表 C---混凝土比热,取0.97(kJ/kg·K) ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3) e----为常数,取2.718 t-----混凝土的龄期(d) m----系数,随浇筑温度改变,见下表 2、混凝土中心温度计算 T1（t）=Tj+ Th·ε(t) 式中 T1（t）----t龄期混凝土中心温度（℃） Tj--------混凝土浇筑温度（℃） ε(t)----t龄期降温系数,见下表
3、球磨机基础底板第一步混凝土浇筑厚度为1.6m，温度计算如下。 已知混凝土内部达到最高温度一般发生在浇筑后3-5天。所以取三天降温系数0.49计算Tmax。 混凝土的最终绝热温升计算： Tn=mc*Q/(c*p) (1) 不同龄期混凝土的绝热温升可按下式计算： Tt=Tn(1-e-mt) (2) 式中：Tt：t龄期时混凝土的绝热温升（℃）； Tn：混凝土最终绝热温升（℃）； M:随水泥品种及浇筑温度而异，取m＝0.362； T：龄期； mf：掺和料用量； Q：单位水泥水化热，Q=375kj/kg； mc：单位水泥用量；（430kg/m3） c：混凝土的比热，c=0.97kj/(kg*k); p:混凝土的密度，p=2400kg/m3;得混凝土最终绝热温升： 代入（1）得；Tn=mc*Q/(c*p)=430*375/（0.9*2400）=69.3℃ 代入（2）得: T3=69.3*0.662=45.88℃； T4=69.3*0.765=53.01℃； T5=69.3*0.836=57.93℃； T7=69.3*0.92=63.76℃； 4、球磨机底板混凝土内部最高温度计算： Tmax=Tj+Tt*δ=20+63.76*0.44=48.05℃ Tmax:混凝土内部最高温度（℃）； Tj：混凝土浇筑温度，根据天气条件下底板混凝土施工实测平均结果，假定为20℃； Tt：t龄期时的绝热温升；
水化热参数化分析
一．概要 1. 水化热分析 浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。 温度裂缝发生类型 混凝土浇筑初期，因内部温度升高将发生膨胀，但混凝土表面的温度下降较快，相对应变较小，从而使混凝土表面产生拉应力。 混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力称为内部约束应力。此类拉应力裂缝主要发生在构件尺寸比较大的结构。 混凝土在高温状态下温度下降会发生收缩，但受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的拉力，像这样变形受外部边界约束的状态称为外部约束。此类应力主要发生在像墙这样约束度比较大的结构中。 利用温度裂缝指数预测温度裂缝 韩国混凝土规范中使用温度裂缝指数（抗拉强度与发生的温度应力之比）i 值预测是否发生裂缝。 一般采用下面的值。 FEA程序的水化热分析 水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。. 热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。 因此通过查看温度分布可以看出输入数据是否有误，如果温度分布没有问题可说明输出的应力结果也是正确的。 2. 水化热参数化分析 水化热分析必须进行反复计算 大体积混凝土的温度裂缝可以利用温 度裂缝指数(Crack Ratio, Icr) 来验 算。温度裂缝指数要满足结构的重要 性、功能、环境条件等因素的要求。 温度裂缝指数受水泥的类型、浇筑温 度、养生方法等多因素的影响，所以 需要对多种条件进行反复分析以找出 最佳的浇筑方法。 参数化分析功能 为比较多种条件的分析结果需要建立多个模型进行分析，分析结束后需要整理大量的分析结果、还要进行结果保存、对比等工作。 通过FEA的水化热参数化分析功能，可以实现一个模型多种条件分析。可以大大减少单纯繁琐的反复分析过程，从而提高工作效率。 参数化分析的使用方法 首先建立一个基本模型，在基本模型里使用替换变量的方式定义分析工况。下图是把材料作为变量条件的示例，“Case I”为将混凝土C24变更为C30的工况，“Case II”为将混凝土C35变更为C40的工况。 | 参数化分析的构成| 参数化分析里可以考虑的变量 在水化热参数化分析的功能里可以调整的变量有五个，较常用的调整方法具体如下。 ?施工阶段：降低浇筑高度缩小各阶段的温度差。浇筑间距过小的话很难达到分段浇筑的效果，但如果太大分界面会产生较大的温差。. ?对流边界：对流系数较低时，热量不容易对外流失，可以减少内外温差。 ?材料：使用弹性模量大的材料时，抗拉强度也较大，可增大裂缝指数。?发热特性：是变量中最为敏感的因素, 定义水化过程中发生的热量。?是否考虑自重：使混凝土产生压应力的荷载，在一定程度上可以减少拉应力，但效果不明显。 |温度裂缝指数与裂缝发生几率| 裂缝指数(i) = 混凝土抗拉强度 发生的温度应力 ?防止裂缝发生时：1.5 以上 ?限制裂缝发生时：1.2 ~ 1.5 ?限制有害裂缝发生时：0.7 ~ 1.2 输入混凝土的散热特性 及浇筑条件等 混凝土的温度 应力 裂缝指数 END Yes No | 内部约束产生的裂缝（放热时）| | 外部约束产生的裂缝（冷却时）|