汪洋，许俊杰，程伟 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

1 大体积混凝土整浇仿真分析理论

1.1 仿真计算设计模型

基于混凝土内部温度场和应力分布的复杂性，则采用ANSYS软件进行精确的理论仿真分析，确定混凝土内力分布的控制截面、主应力方向。混凝土和岩石直接接触，选择大体积混凝土结构形状为圆柱体，而任何通过直径方向将其分开均对称，忽略混凝土的各向异性，通过直径剖面内均不存在热交换，所以可以选择任何部分进行设计计算，设计建立一个4m厚、半径为20m四分之一模型，底部岩石基础厚度8m、半径比混凝土部分大8m，岩石混凝土底部张拉廊道宽2.9m左右，计算时忽视深层岩石表面的热交换。计算模型如图1所示。

图1 大体积混凝土设计模型

1.2 温度荷载和温度场设计

本次计算模型采用的温度场和荷载参数如下：

容重（混凝土）：2400kg/m；

比热容（混凝土）：960J/(kg·K)；

导热系数（岩石）：2.2W/(m·K)；

导热系数（混凝土）：2.38W/(m·K)；

保温层与混凝土侧面传热率：1.6W/(m·K)；

保温层—混凝土上表面传热率：2.5W/(m·K)；

岩石基础温度：13℃；

入模温度（混凝土）：13℃；

水泥水化热：285,400J/kg；

环境空气温度：13℃；

半径：20m，厚度：4m。

2 温度及应力计算结果

2.1 温度计算结果

采用以上设计参数和相关规范，进行混凝土温度计算模拟。在计算过程中调整表面混凝土的一些保温层参数，用以选择最合适的混凝土温度边界条件。通过比较选择上表面的保温层传导率2.5 W(m·K)、边缘保温材料的传热率1.6W(m·K)较为恰当。温度计算结果如表1所示。

温度计算结果 表1

通过ANSYS有限元软件计算，混凝土浇筑后大约在140h左右，中心点混凝土温度最高，约为65 C°，将温度随时间变化绘制成曲线如图2所示（横轴为时间/h，纵轴为温度/C°）。……