混凝土坝施工期温度场计算

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第41卷2010年第9期混凝土坝施工期温度场计算朱伯芳(中国水利水电科学研究院，北京100038)摘要：本文给了混凝土绝热温升新的表达式，既与试验资料符合得很好，又便于进行数学运算，由此得到新的水管冷却等效热传导方程。提出了混凝土坝施工期温度场的实用算法和简约算法，计算较方便，精度也较好。关键词：混凝土坝；绝热温升；水管冷却；温度场中图分类号：TV315文献标识码：A文章编号：1000—0860(2010)09—0036·07Computationoftemperaturefi

2、eldintheconstructionperiodofconcretedamsZHUBofang(ChinaInstituteofWaterResourcesandHydroPowerResearch，Beijing100038，China)Abstract：Anewformulafortheadiabatictemperatureriseofconcreteisproposedandtheequivalentequationofheatconductionofconcretetakingintoaccounttheinf

3、luenceofcoolingpipeisderived．Apracticalmethodandasimplemethodforcomputingthetemperaturefieldintheconstructionperiodofconcretedamsareproposed．Keywords：concretedam；temperaturefield；formulaforadiabatictemperaturerise；equivalentequationofheatconduction；practicalmethodf

4、orcomputingtemperaturefieldinconstructionperiod热传导方程。1引言2．1混凝土绝热温升目前混凝土绝热温升与龄期关系的表达式有3混凝土绝热温升可表示如下种：指数式便于数学运算但与试验资料符合不好；(7-)=Oo_厂(7_)(1)双曲线式和双指数式与实验资料符合较好，但不便式中，0为最终绝热温升；厂()为龄期的函数。于进行数学运算。本文提出一种新的表达式——组目前．厂(丁)有如下3种表达式合指数式，它与试验资料符合得很好，又便于进行指数式．厂(r)=1一e～(2)数学运算，在此基础上

5、，给出了新的水管冷却等效双曲线式)=r／(n+r)(3)热传导方程，对于水利水电工程中经常遇到的比较双指数式_厂(7-)：1一exp(一aT)(4)复杂的温度控制问题，可利用水管冷却等效热传导式中，m、n、a、b等为常数。方程及有限元法或差分法进行分析。在实际工程设指数式是美国垦务局于20世纪3O年代引人混凝计和施工中，还需要一套便于手算的方法，本文提土学的]，它便于进行数学运算，但与试验资料符出了一套实用算法和一套简约算法，计算较方便，合较差，目前在实际工程中已很少应用。双曲线式是精度也不错。蔡正泳首先引入混凝土学的，双指

6、数式由笔者首2水管冷却等效热传导方程收稿日期：2OlO．O5一O4目前在研究比较复杂的混凝土温度控制问题基金项目：国家科技支撑计划项目(2008BAB29B05)；水科部公益性时，广泛采用笔者提出的水管冷却等效热传导方行业科研专项(200801007)。程⋯和有限元法，下面给出一个新的水管冷却等效作者简介：朱伯芳(1928一)，男，中国工程院院士。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVoL4，No．9学兔兔www.xuetutu.com朱伯芳∥混凝土坝施工期温度场计算先引入混凝土学用以

7、表示混凝土弹性模与龄期的关(e叫一e)(14)系，后来姜福田用来表示绝热温升与龄期关系。m2一P双曲线式与双指数式都与试验资料符合得较好，目前如果采用双曲线式(3)或双指数式(4)，由于无在实际工程中应用较多，但它们都具有一个缺点：不法求得式(7)右端的积分，只能用数值方法计算(￡)便于进行数学运算，对其进行微分积分需采用数值方如下法，计算较费事。下面笔者提出一个新的表达式——(f)=∑af()e“I(15)组合指数式如下A／(丁)=r+ATi)一，()(16)厂()=s(1一e-ml~-)+(1一s)(1一e-m2r)(5

8、)．例如，取t=20d，At=1d，用式(15)计算(t)，式中，s、m、m是3个常数。包含了20项，而用式(14)计算，只包含2项，可见经笔者试用，上式既与试验资料符合得很好，又用组合指数式表示绝热温升，计算得到简化，而且便于进行数学运算。经研究，3个常数可取值如下(t)是精确积分求出的