基于大体积混凝土温度应力及裂缝扩展的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文大体积混凝土温度应力及裂缝扩展的研究姓名：屈涛申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：霍凯成20070501武汉理工大学硕士学位论文中文摘要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收缩作用。因此而产生的温度和收缩应力是引起混凝土出现裂缝的主要原因，混凝土开裂影响结构的整体性和耐久性，危害结构安全。为此在施工过程中应当考虑混凝土裂缝的控制问题。由于大体积混凝土应用条件的多样性和水泥混凝土体系自身的复杂性，大体积混凝土的开裂问题还大量存在。这就要求对混凝土的开裂机理、裂缝发展和控制措施进行更加

2、深入的研究。准确预测大体积混凝土的温度场和应力场是有效控制温度裂缝的前提。本文基于热传导原理和热弹性力学原理分析了大体积混凝土的温度场和应力场，得到了大体积混凝土温度应力的主要影响因素。并且在总结已有温控防裂成果的基础上从混凝土的原材料、配合比、外加剂、施工工艺等宏观方面以及混凝土的微观结构方面研究大体积混凝土的温度应力、开裂原因和裂缝控制措施。综合考虑了温度应力与混凝土的干缩、自收缩、温度收缩和塑性收缩所产生的应力叠加对混凝土开裂的影响，提出大体积混凝土裂缝控制的基本原则。另一方面看，混凝土因其材料组成和构造的原因而具有非匀质、非

3、线性和各向异性等性质，还因混凝土内部微裂缝的存在和发展，使得混凝土的强度和变形状态十分复杂。断裂力学用于混凝土研究，大大推动了混凝土断裂力学和强度理论的发展。为了进一步探求大体积混凝土裂缝形成机理，本文从断裂力学角度分析了裂缝扩展的机理，并通过算例研究了由温降荷载引起的混凝土表面裂缝问题。结果表明，仅从温度应力和强度的对比来判断混凝土是否开裂以及裂纹是否稳定是不够的。关键词：大体积混凝土，裂缝控制，温度应力，断裂韧度，应力强度因子武汉理工大学硕士学位论文AbstractReleasingsteamheatfromthemasscon

4、cretestructureswhilesolidifyingleadstoproducethetemperaturechangeandshrinkage．Theycauscthecorrespondingstresseswhicharethemainfactorstofromcrackinthemassconcretestructures．Itisobviousforcracktodestroythecompletenessanddurabilityofthestructuresandtobetmmeahiddenperiloft

5、hestructures．Thus，crackcontrolmustbeconsideredwhileamassconcretestructureisinconstruction．Asthevarietyofmassconcreteapplicationanditscomplexity,thecrackingofmassconcreteisoccurringatlarge．Theseproblemsrequestustodomoreresearchesoncrackingmechanism，crackingdevelopmentan

6、dcrackingcontrolmethods．r-Thekeytocontroltemperaturecrackseffectivelyliesintheprecisepredictionoftemperaturefieldandstressfield．Thisdissertationsimulatethetransienttemperaturefieldandstressfieldbythemeansoftheheattransfertheoryandthermoelasticity,andfoundthechiefinflue

7、ncingfactorforthetemperaturestressofmassiveconcrete．Basedontheformerfruitsoftemperaturecontrolandcrackingprevention，thetemperaturestress，crackingcaUSeSandcrackingcontrolmeasuresarestudiedfromthemacro—aspectssuchas：rawmaterials，mixratio，additivesandconstructiontechnolog

8、y，andalsofromthemicro—structureofconcrete．Theeffectofthecombinationoftemperaturestressandthemulti—stresscausedbythedr