大体积混凝土温度应力与裂缝控制

前言

第一章 绪论

1.1 混凝土裂缝的形成与危害性

1.1.1 混凝土裂缝的形成和发展

1.1.2 裂缝的危害性

1.2 混凝土温度应力的特点和类型

1.3 混凝土温度应力分析研究现状

1.4 控制温度应力和防止裂缝的措施

第二章 热传导方程及边值条件

2.1 热传导方程

2.2 温度场的边值条件

2.2.1 混凝土的浇筑温度

2.2.2 第三类边界条件的近似处理

2.2.3 气温

2.2.4 水温

2.3 混凝土的热学性能

2.4 水泥水化热和混凝土绝热温升

2.4.1 水泥水化热

2.4.2 混凝土绝热温升

2.4.3 绝热温升与水泥水化程度关系

2.4.4 基于有效时间的混凝土绝热温升

第三章 基于细观力学的混凝土热力学性质预测

3.1 混凝土细观力学简介

3.1.1 混凝土的多重尺度

3.1.2 混凝土细观力学研究进展

3.1.3 基于细观尺度的混凝土特性研究

3.2 混凝土热力学性质预测

3.2.1 代表性体积单元的定义

3.2.2 复合材料的均匀化

3.2.3 复合材料的有效弹性模量

3.2.4 复合材料的有效热膨胀系数

3.2.5 混凝土有效弹性模量的数值试验

3.2.6 混凝土有效热膨胀系数的数值试验

3.3 基于细观尺度的混凝土绝热温升预测

3.3.1 混凝土细观组成

3.3.2 混凝土有效绝热温升预测

3.3.3 基于细观尺度的混凝土温度场

第四章 库水温度场的数值计算

4.1 库水温度场的预测方法

4.1.1 经验法

4.1.2 数学模型法

4.2 库水温度场的数学模型

4.2.1 水体分类及分层指标

4.2.2 影响水体蓄热状况的因素

4.2.3 数学模型

4.3 加权余量法在库水温度场中的应用

4.3.1 加权余量法

4.3.2 伽辽金有限单元法的步骤

4.4 库水温度场的一维数学模型的数值模拟

4.4.1 控制方程的离散

4.4.2 边界条件的处理

4.4.3 相关参数的计算

4.4.4 热对流和风吹掺混对库水温度场的影响

4.4.5 库水温度场计算的程序设计

4.5 库水温度场数学模型法的应用

4.5.1 离散方法对库水温度场的影响

4.5.2 出入水流速分布对库水温度场的影响

第五章 混凝土的温度场

5.1 一维温度场的理论解

5.1.1 外温为零、第一类边界条件下平板的冷却

5.1.2 初温均匀分布、第三类边界条件下平板的冷却

5.1.3 混凝土水化热温升产生的平板温度场

5.1.4 成层浇筑混凝土的温度场

5.1.5 圆环或圆筒的轴对称稳定温度场

5.2 计算温度场的差分法

5.2.1 差分公式的推导

5.2.2 稳定温度场的差分解

5.2.3 不稳定温度场的差分解

5.3 计算温度场的有限单元法

5.3.1 稳定温度场的计算

5.3.2 不稳定温度场的计算

5.4 有保温层拱坝的温度荷载

5.4.1 温度荷载和边界温度的确定

5.4.2 平均温度场的精确解

5.4.3 年平均温度场的Tm1和Td1的简化计算方法

5.4.4 变化温度场的精确解

5.4.5 变化温度场Tm2和Td2的简化计算方法

第六章 混凝土的弹性、徐变和应力松弛

6.1 材料的复杂变形现象

6.1.1 材料的徐变与松弛

6.1.2 简单的流变模型

6.1.3 广义流变模型及黏弹性材料物理方程的一般表达式

6.2 混凝土的弹性、徐变和徐变理论

6.2.1 混凝土的弹性模量

6.2.2 混凝土的徐变

6.2.3 混凝土的徐变度

6.2.4 弹性徐变理论

6.2.5 老化理论

6.3 混凝土的应力松弛

6.3.1 混凝土的松弛模量和松弛系数

6.3.2 变应变作用下混凝土的应力

第七章 混凝土的应力场

7.1 温度应力场的理论解

7.1.1 空间问题基本方程

7.1.2 位移势函数的引用

7.1.3 平面温度应力

7.1.4 用极坐标求解问题

7.1.5 楔形坝体中的温度应力

7.2 混凝土线性徐变力学的基本理论

7.2.1 线性徐变力学的基本方程式

7.2.2 线性徐变力学的基本定理及其应用

7.3 计算应力场的有限元法

7.3.1 弹性温度应力问题的有限元法

7.3.2 一般混凝土徐变问题的数值解法

7.3.3 混凝土弹性徐变方程的显式解法和隐式解法

7.3.4 混凝土弹性徐变温度应力分析

7.4 混凝土施工仿真

7.4.1 简介

7.4.2 计算效率问题

7.4.3 线性方程组的解法

7.4.4 碾压混凝土重力坝仿真分析

7.5 弹性基础梁的温度应力

7.5.1 基本方程

7.5.2 结论

第八章 混凝土的温度控制和防裂措施

8.1 水管冷却

8.1.1 金属水管的冷却计算

8.1.2 非金属水管的冷却计算

8.1.3 水管冷却的精细算法

8.1.4 水管冷却的等效热传导方程

8.1.5 水管冷却施工中的若干问题

8.2 混凝土预冷

8.2.1 地笼取料

8.2.2 冷却拌和水及加冰拌和

8.2.3 预冷骨料

8.3 混凝土分缝分块

8.3.1 横缝形式和间距

8.3.2 纵缝形式和间距

8.3.3 浇筑层厚度

8.3.4 相邻坝块高差

8.4 混凝土表面保温与养护

8.4.1 混凝土的早期养护

8.4.2 气温折线变化时混凝土的表面保温

8.4.3 气温正弦变化、单向散热时的表面保温

8.4.4 气温正弦变化、双向散热时的表面保温

8.4.5 临界表面放热系数

8.4.6 表面保温材料

8.5 混凝土的允许温差

8.5.1 混凝土允许温差的计算

8.5.2 国内外混凝土允许温差规范

主要参考文献

《大体积混凝土温度应力与裂缝控制》主要论述大体积混凝土温度应力和裂缝控制的理论和方法。全书分为8章，内容包括：混凝土产生裂缝的原因、危害性及温度应力的特点；混凝土热传导问题，基于有效时间的混凝土绝热温升理论和热传导方程；基于细观力学理论的混凝土热力学性质预测，各种细观力学方法在预测混凝土热力学性质中的应用；库水温度场的计算方法，加权余量法在一维库水温度场模型中的应用，龙滩水电站水库水温的数值计算；混凝土温度场的计算方法，计算温度场的有限差分法和有限单元法，有保温层拱坝温度荷载的计算；混凝土的弹性、徐变和应力松弛，材料的流变模型，弹性徐变理论；混凝土的温度应力，温度应力场的弹性力学解答，混凝土徐变温度应力问题的有限元法，大体积混凝土施工仿真，应用对称逐步超松弛预处理共轭梯度法提高计算效率；大体积混凝土温度控制和防裂措施，水管冷却、骨料预冷、分缝分块、表面保护以及允许温差。
　　《大体积混凝土温度应力与裂缝控制》可供土木工程、工程力学、水利工程等有关专业的研究人员和工程技术人员参考。