[发明专利]浇筑层厚度对浇筑块散热影响的评估方法

说明书

本发明提供一种浇筑层厚度对浇筑块散热影响的评估方法，即求解坝块内部温度达到峰值时仓面散热比例选取平均气温最高的月份求解当小于15％时，浇筑层厚度不是混凝土温控防裂需要考虑的因素，R_min为进度和温控措施下预估的最小浇筑层厚度；当大于15％时，求解当小于10％且浇筑层厚度小于预设的浇筑层厚度时，筑层厚度不是混凝土温控防裂需要考虑的因素；当大于15％且大于10％时，应对坝体进行全过程仿真分析，确定浇筑层厚度影响性。本发明为大体积混凝土温控防裂提供可靠的参考，在实际工程中具有重要影响。

技术领域

本发明涉及一种评估浇筑层厚度对浇筑块散热影响的方法，属于大体积混凝土温控防裂技术领域。

背景技术

大体积混凝土浇筑后，由于其内部快速水化反应产生的热量无法及时散失，导致大体积混凝土内部温度升高。当其内部混凝土温升达到峰值后，其内部温度与外界环境的温差出现缓慢下降的过程，由于此时混凝土的弹性模量较初期更高，大体积混凝土结构在晚龄期阶段会因约束产生拉应力，一旦拉应力超过相应龄期的抗拉强度，大体积混凝土结构便会产生温度裂缝或裂缝进一步扩展。大量温度裂缝的产生将直接对大体积混凝土结构的整体性、耐久性和安全性产生影响！

故，大体积混凝土温控抗裂研究一直是工程界和学术界关注的焦点，特别是有效地、准确地掌握混凝土的散热量，控制早龄期混凝土温度是大体积混凝土温控防裂的关键。目前，早龄期大体积混凝土的散热途径主要包括通水冷却、仓面散热和上下层导热等。

早期工程由于设备水平有限、混凝土水化放热较高和未采取通水冷却措施等原因，早龄期混凝土的温度明显高于外界气温，薄层浇筑是混凝土散热的主要途径。美国许多大坝在底部约束较强部分采用0.75m层厚浇筑，我国一些混凝土大坝采用1.5m～3.0m层厚浇筑。随着经济和施工技术的快速发展以及高坝建设和施工进度的需要，大型坝体降低混凝土浇筑温度和通水冷却逐渐成为温控防裂的主要措施；此时早龄期混凝土的温度可能接近于外界气温，在高温季节甚至出现明显低于外界气温的现象。

目前大体积混凝土施工，浇筑层厚度的选择和工程机械化水平、采取的控制浇筑温度措施和通水冷却措施密切相关。以往的温控防裂计算，主要分析的是各种温控措施对混凝土温度的综合影响，但对于单个温控措施的影响并没有定量的分析方法，难以准确的分析单个温控措施对混凝土温控效果的影响。本专利欲通过热流量平衡和热流量积分的方法，计算仓面散热占混凝土散热比例，并据此判断浇筑层厚度对混凝土浇筑块散热的影响。

虽然目前已有仓面散热量计算的相关文献，但关于仓面散热量的计算方法并不准确。田开平等提出了一种计算混凝土仓面散热量的方法，他认为混凝土仓面散热量和高斯点温度、环境温度和表面散热系数成正比。考虑到混凝土表面放热系数达到一定数值以后，高斯点的温度趋于稳定，故，该方法求解的混凝土仓面热流量随着表面放热系数增大而线性增加，与实际情况不符！另外，该方法认为混凝土散热的比例是表面散热和水化放热的比值，忽略了混凝土自身温度的变化等因素，不满足热量平衡的原理。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种评估浇筑层厚度对浇筑块散热影响的方法，为大体积混凝土温控防裂提供可靠的参考依据。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种浇筑层厚度对浇筑块散热影响的评估方法，其特征在于：求解坝块内部温度达到峰值时仓面散热比例

式中，R为预设的浇筑层厚度，单位为m；Q_CS为大体积混凝土仓面散热总量，单位为kJ；Q_H为大体积混凝土水化放热产生的总热量，单位为kJ；Q_E为大体积混凝土温度变化导致的热量变化量，单位为kJ；

选取平均气温最高的月份求解当小于15％时，浇筑层厚度不是混凝土温控防裂需要考虑的因素，R_min为进度和温控措施下预估的最小浇筑层厚度；