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申请/专利权人：中国十七冶集团有限公司

摘要：本发明公开了一种基于热流耦合算法的超大体积混凝土裂缝控制方法，包括建立基于热流耦合算法的大体积混凝土水管冷却精细模型，在分析混凝土水管冷却效果时，将冷却水管中的水流作为一维恒定流，建立考虑水流的热传导微分方程，考虑管道内水的流动、传热和与其周围混凝土对流换热的热流耦合问题，精细地考虑混凝土通水冷却情况下水管附近温度场及温度梯度的分布情况。该基于热流耦合算法的超大体积混凝土裂缝控制方法，采用大体积混凝土整体局部一致性模型的快速建立方法，在此基础上采用并层算法进行基于热流管单元的温度应力场的多尺度仿真分析，从而有效解决数值模型的前后处理难度、计算精度与计算效率之间的矛盾。

主权项：1.一种基于热流耦合算法的超大体积混凝土裂缝控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：建立基于热流耦合算法的大体积混凝土水管冷却精细模型；将冷却水管中的水流作为一维恒定流，建立考虑水流的热传导微分方程，结合管道内水的流动、传热和与其周围混凝土对流换热的热流耦合问题，得出混凝土在通水冷却情况下水管附近温度场及温度梯度的分布情况；步骤S2：通过建立不同网格密度的水管单元模型对混凝土通水冷却过程进行仿真，验证其精度，通过对网格密度及计算时间步长进行敏感性对比分析，确定水管子单元与混凝土单元尺寸比例系数的合理建议取值或范围；步骤S3：进行水管部位细网格的划分，以及热流管单元的定义，提出利用并层分析方法进行基于热流管单元的大体积混凝土温度应力场的多尺度仿真研究，用以模拟大体积混凝土施工浇筑全过程；步骤S4：建立三相非均质细观模型并编制相应的模型生成程序，将混凝土看作由骨料、水泥砂浆以及两者之间的界面过渡区组成的三相非均质复合材料，拟定合适的混凝土骨料颗粒形状、分布及总体填充率；步骤S5：建立含热流管单元的混凝土细观力学分析模型，编制相应的计算程序，进行不同通水水温下的温度开裂细观数值仿真试验，通过不同工况的数值试验对比分析，研究开裂的影响因素以及温度裂缝的扩展规律；步骤S6：采用基于细观非均质模型的混凝土通水冷却开裂过程数值模拟方法，系统分析出不同通水工况下多组细观数值仿真成果，结合混凝土裂缝产生特点得出大体积混凝土温控防裂要点；步骤S7：利用基于热流耦合算法的温度裂缝细观分析方法求解不同龄期下混凝土在不同水管温差条件下的临界降温幅度及临界抗裂安全系数，确定二期通水合适的水管温差；步骤S8：从材料和设计方面着手，优化配比减用、加减水剂、缓凝剂、胀外料，降低水化热、高凝土抗拉强度、改善约束条件、控制混凝土内部最高温升，减少总降温差；步骤S9、从施工方面着手，严格控制混凝土温度、降低浇筑温度、延缓混凝土降温速率、减小基础温差、内外温差及表面温度骤降；步骤S10、从养护方面着手，提高混凝土的表面温度，降低混凝土的内外温差。

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