关于A项目大体积混凝土温度裂缝控制研究_开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

朱伯芳院士在上世纪五十年代，就研究了大型混凝土的温度及相关应力问题且发表《混凝土坝的温度计算》等多篇^范文，成为国内相关领域的开拓者。通过有限元知识求得砼的温度和温度应力的技术在上世纪七十年代被研发出来，并且在三门峡大坝建设中，在低空混凝土温度应力分析中使用。基于封拱温度场要素、使用期平均温度场要素、使用期年变化温度场等 3 个特殊的内容于九十年代被提出，通过一系列的运算，最终确定针对拱坝温度荷载的核算方式。王铁梦最早分析工民建大型混凝土裂缝调控内容，阐释其产生的因素，以及相关的特征，以工程的方向分析，探究出了适用于实际工程的计算方式，并且以此为前提提出大型混凝土规划，以及相关的作业标准，即为 YBJ224-91，能够为相关领域的设计与规划提供理论支撑、清华大学、统计大学、河海大学等于上世纪七十年之后陆续开启了对大型砼温度场的探究工作。

中国专家在此领域有所建树是在上世纪九十年代之后。河海大学在上市 90 年代初将 2 维和 3 维的 TCSAP（有限元仿真程序）创建完善的，TCSAP 拥有成熟的图像输出技术以及分析机制，在小浪底建筑大型砼构造的计算中得到使用。在求温度应力时，需要利用材料参数和时间之间的关系进行探究。陈里红与傅作在 1996年通过 TCSAP 构建三维有限元数学模型，同时认为在使用温度应力仿真程序时需要参考混凝土的软化属性，在龙滩碾压混凝土温控作业中进行实践操作。王铁梦教授（2012）通过长期的实验探究，以力学的方向对诱使混凝土出现裂缝的因素展开了探究，并且指出“抗”和“放”的设计标准。清华大学创建了大型混凝土的瞬态温度场与温度收缩应力的计算机仿真与大型混凝土构造裂缝调控机制。此机制能够在查验大型混凝土的质量、探究裂缝出现原因以及给出有关防控措施方面发挥作用。 

对于现实中的大型混凝土工程，调控混凝土非荷载裂缝通常使用“以防为主”的准则，那便是以设计伸缩缝（后浇带）的方式达到目的。在 1958 年之后，为减弱长期伸缩缝的影响，在实际工程中通常使用短暂性的伸缩缝即后浇带的方式对其进行调控。例如，人民大会堂和毛主席纪念堂的后浇带距离分别为 44m 和 30m。1972 年我国某大规模建筑大型设备基础长 48m，宽 33m，深 10.7m，混凝土含量为 5625m3，为中国规模较大的设备基础，通过一次浇筑完成，之后产生 17 个裂缝，穿透性的有 4 个，裂缝宽度 0.9~1.25mm，有专家表示：构造规模大于标准来设置伸缩缝与施工缝为导致此事故的首要原因。1975 年武钢热轧厂大规模建筑，长为 686m 的现浇钢筋混凝土筏式基础，每间隔 24~48m 就设立一个施工缝，有的施工区产生超过 60 个裂缝，并且其中有的是穿透的，宽为 3~7mm，但是仍然有超过 200 米的长度未出现裂缝。 

我国有些专家对此事件展开了深度探究，得到以下结论：混凝土材料构造并不均匀，含有很多不规则的应力集中点，这些点的应力最先到达抗拉极限强度，导致部分出现塑性变形，若不含有钢筋，持续受力，则应力集中的地方会产生裂缝，若含有钢筋，钢筋能够限制混凝土发生形变，承担混凝土的内应力，延缓裂缝的产生，增强混凝土极限拉伸的效用。同时还有专家表明，混凝土设置钢筋不仅不能发挥抵抗收缩应力的作用，而且还会提高内部自约束应力，导致混凝土收缩，钢筋没有收缩，二者出现相对位移，因为钢筋与混凝土之间具有黏结力，所以会出现自约束应力。

（二）国外研究现状

外国有很多专家对大型混凝土构造的温度场与裂缝防控机制进行了探究，同时也得到了丰富的探究结果。

美国对于此方面的探究时间最长，并且收获也最多。上世纪三十年代，美国建造胡佛大坝，为了防控因为温度因素产生的裂缝现象，已经选择诸多的应对举措，现实参考15米分缝成块的方式进行混凝土浇筑工作，保障各层混凝土的厚度不大于15米，然后采用具备低热性能的水泥采用，其使用量要不高于每平米 223千克；然后，确定间歇期，可以有效控制各个浇筑层间的温差；接着选择预埋冷却水管方式进行操作，以此对坝体的温度展开监视工作，上述方案科学高效的处理了温度裂缝问题。在温度较低时(9月到第二年4月)展开浇筑工作时，如果浇筑块的顶部或者侧部暴露时长多于30天，则需要对其展开保温工作。假设混凝土结构温度减少高于14℃，要对其构造表层进行保温操作，上述设计标准均是在1953年优化公开的混凝土坝施工要求中被提出的。

俄国专家于十九世纪末做的把配筋沙浆制造成梁的实验中求出裂缝产生的瞬时极限拉伸值是0.002，是无筋砂浆的10至20倍。在1903年，其他专家提出配筋无法提升混凝土的极限拉伸值。还有专家在1907年通过湿斑法求出裂缝产生的瞬时钢筋混凝土梁受拉区混凝土的拉伸极限值和无筋情况下一样。1938年，有些专家通过混凝土轴心拉伸实验，来计算裂缝的深度，实验结果显示极限拉伸值可以提高到以前的3-4倍。还有部分专家从大量试验数据中得出极限拉伸值得结论：想提高混凝土的拉伸能力，我们可以分散配筋，将最大应力减小的方法来实现。

二、^范文提纲

1 引言

1.1 研究背景

1.2 选题的目的和意义

1.3 相关研究的现状

2 相关理论概述

2.1 大体积混凝土的定义及特征

2.2 裂缝与裂缝控制的概念及分类

3  A项目工程大体积混凝土施工方案和施工技术研究

3.1  A项目工程概述

3.1  A项目工程大体积混凝土的设计构造要求

3.2  A项目工程混凝土配合比及其材料

4  A项目工程大体积混凝土产生裂缝的问题及机理分析

4.1混凝土结构裂缝产生的机理

4.2混凝土结构裂缝的限制与修补

5  A项目工程中防止混凝土温度裂缝的技术措施

5.1 合理选择原材料，优化混凝土配合比

5.2 选择合理的施工措施，提高混凝土施工质量

5.3 改善边界约束和构造设计

5.4 加强混凝土的保温和养护

6 结论

三、参考文献

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