【摘要】：核電站建設(shè)通常分為兩大部分:核島和常規(guī)島。常規(guī)島是維護(hù)核電站運(yùn)行人員的工作間,其中最關(guān)鍵的部位是汽輪機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),用于承受機(jī)器荷載。因此對(duì)施工裂縫要求嚴(yán)格,屬于大體積混凝土澆筑。在核電站常規(guī)島汽輪機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)中,國(guó)內(nèi)一般采用多次澆筑,施工周期長(zhǎng),對(duì)工程質(zhì)量容易造成不利影響。隨著核電建設(shè)步伐的日益加快,為縮短工程工期,需將汽輪機(jī)基礎(chǔ)一次澆筑成型。因此如何有效控制溫度裂縫成為當(dāng)前面臨的最主要問(wèn)題。首先在混凝土澆筑前期,水泥遇水釋放大量水化熱。澆筑完成后,隨著環(huán)境的變化,熱量向空氣中傳遞,溫度開(kāi)始下降。如果溫降過(guò)快,會(huì)形成溫度梯度產(chǎn)生溫度應(yīng)力,這是大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的主要原因,其次材料、施工工藝、施工人員、環(huán)境氣溫,也是造成混凝土裂縫的其他原因。在核電站建設(shè)中,表面裂縫雖不影響結(jié)構(gòu)使用,但仍要嚴(yán)格控制。由于導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的條件眾多且各不相同,因此需要從對(duì)應(yīng)的方面進(jìn)行分析。本文為解決上述問(wèn)題,從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:1、本文圍繞大體積混凝土溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力兩方面,具體闡述了溫度裂縫的形成機(jī)理和危害,推導(dǎo)了溫度場(chǎng)的形成過(guò)程。使用有限元軟件分別模擬不同厚度混凝土的溫度變化情況推導(dǎo)出絕熱溫升和混凝土厚度之間的關(guān)系表達(dá)式,將計(jì)算得到的降溫系數(shù)與規(guī)范的降溫系數(shù)比較。2、應(yīng)用有限元分析軟件對(duì)大體積混凝土溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力進(jìn)行仿真模擬分析,得到核電站汽輪機(jī)基礎(chǔ)底板早期溫度和溫度應(yīng)力分布情況,分析有限元模擬得出的溫度及溫度應(yīng)力數(shù)據(jù)。3、根據(jù)應(yīng)力分布情況得出最不利截面出現(xiàn)的位置及表現(xiàn)形式:溫度裂縫主要出現(xiàn)在陰角位置處,以陰角頂點(diǎn)為起點(diǎn),沿澆筑體核心區(qū)45o方向延伸。最不利截面的確定,為溫度監(jiān)測(cè)和后期保溫養(yǎng)護(hù)措施的制定提供了方向和依據(jù)。4、運(yùn)用一維差分法理論公式,計(jì)算混凝土早期溫度。運(yùn)用理論計(jì)算與仿真模擬兩種方法,有針對(duì)性的制定大體積混凝土施工控制措施。5、監(jiān)測(cè)早期混凝土養(yǎng)護(hù)期間溫度變化情況,將理論數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比,及時(shí)調(diào)整實(shí)際施工中動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)工作。將模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比,檢測(cè)模型的仿真程度,提前預(yù)測(cè)溫度變化情況,為工程初期施工選擇合適的方案提供科學(xué)依據(jù),結(jié)果表明有限元模擬溫降趨勢(shì)與實(shí)際情況大致相同。實(shí)踐表明在本研究過(guò)程中,通過(guò)有限元模擬、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等方法,為施工方案的選擇提供了合理的依據(jù),保證了混凝土的澆筑質(zhì)量,為后續(xù)核電站大體積混凝土的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

（a）表面裂縫；（b）深層裂縫；（c）貫穿裂縫圖 2.1 宏觀裂縫Fig.2.1 Macro Cracks凝土裂縫產(chǎn)生的原因料，由于施工因素造成混凝土早期裂縫占 80%，他因素占 5%[27]。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的水泥水化熱、環(huán)境溫度、結(jié)構(gòu)約束、施工工藝、化熱是大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的主要原因。熱是引起大體積混凝土裂縫的主要原因，水泥的水程前期快，，后期較慢。試驗(yàn)證明每克普通硅酸鹽混凝土澆筑時(shí)核心區(qū)溫度急劇上升，1-3 天釋放的3-5 天溫度增長(zhǎng)速率快，之后放緩。由于大體積混

場(chǎng)產(chǎn)生、發(fā)展、變化的整體過(guò)程有助于了解溫度場(chǎng)的變化境、施工工藝以及混凝土自身的屬性等條件，通過(guò)熱傳導(dǎo)時(shí)溫度場(chǎng)就轉(zhuǎn)化為已知初始條件和邊界條件求解某一瞬時(shí)法同樣適用于核電站建設(shè)中大體積混凝土溫度及溫度應(yīng)力程求解混凝土溫度場(chǎng)，適用于結(jié)構(gòu)規(guī)則的情況。對(duì)于較復(fù)用有限元法進(jìn)行求解。熱傳導(dǎo)方程微分方程凝土澆筑將產(chǎn)生大量水化熱，產(chǎn)生的熱量引起澆筑體受力體內(nèi)外溫差達(dá)到一定程度時(shí)，混凝土澆注體將產(chǎn)生裂縫，土溫度裂縫產(chǎn)生的最常見(jiàn)的一種變化。計(jì)算大體積混凝土為復(fù)雜。目前主要使用理論解法和數(shù)值解法。數(shù)值解法又法、有限元法[34]。其中使用有限元法和差分法居多。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2610590