成层浇筑的大体积碾压混凝土坝一维温度场理论计算和差分计算对比摘要：本文结合龙滩工程，通过成层浇筑大体积混凝土的一维温度场解析解和差分解对比分析，得出一些对工程设计和施工有益的指导和建议。关键字：温度场、温度控制、裂缝、解析解、差分法、碾压混凝土Abstract:thispaper，accordingtotheLongtanhydropowerproject,throughwhichthelayersofmassconcretecastingadimensionaltemperaturefieldanalyticalsolutionandthecomparisonandanalysisofthedifferencemethod,itisconcludedthatsomeoftheengineeringdesignandconstructionofhelpfulguidanceandadvice.Keyword:temperaturefield,temperaturecontrol,crack,analyticalsolution,differencemethod,rollercompactedconcrete：TU755.7文献标识码：A：1.引言碾压混凝土是一种干硬性混凝土,一般采用薄层连续施工,较常态混凝土更易受到高气温、强烈日晒、蒸发、相对湿度、刮风等因素的影响,故碾压混凝土一般避开高温季节施工。国内也有碾压混凝土在高气温条件下施工的先例,但大部分工程量都不大,坝不高,而龙滩大坝工程规模巨大,工期紧,必须进行全年施工方能实现进度目标。所以必须采取切实有效的综合温控措施,保证在高气温和高辐射热条件下碾压混凝土连续、快速施工,以降低碾压混凝土的最高温度和防止裂缝的产生。本文应用解析法计算方案,编制相应程序，对龙滩碾压混凝土坝进行了温度计算,得到相应的温度变化过程。并应用差分法计算方案,编制相应程序，对龙滩碾压混凝土坝进行了温度计算,得到相应的温度变化过程。最后通过两种计算方法对比分析，得出有益于保证工程进度的指导和建议。2.一维成层浇筑混凝土温度场的解析解如图2-1a所示碾压混凝土坝浇筑过程,浇筑层在外界气温作用下,第层混凝土的水化热温升公式为(2-1)式中,和为该层混凝土的最高绝热温升和对应的衰减系数。当混凝土浇筑到第k层时,第层的初温为，对应的水化热温升公式为(2-2)其中为每层混凝土浇筑时间间隔。这时,温度场的分析可由以下几种情况叠加。2.1．第层有初温、气温为零、水化热为零对各层初温的贡献求和，可得（2-3）式中，是超越方程；为混凝土导温系数；为混凝土热传导系数；为混凝土表面热交换系数。（2-4）的根。2.2．第层有水化热温升、初温为零、气温为零各层混凝土水化热产生的温度求和得到（2-5）2.3．气温变化、初温为零、水化热温升为零可将外界温度变化视为外界常温和均温为零分段线性变化两种情况的叠加，下面分情况给出结果。（1）外界常温，对应的解答为（2-6）式中（2-7）（2）外界气温分段线性变化，对应的解答为（2-8）其中（2-9）（2-10）式中，为浇筑间隔期间外界温度分段线性变按化的斜率；按式（2-7）计算；为超越方程（2-4）的根；为终点所在外界温度直线段序号。3.一维混凝土温度场的差分解一维热传导方程的差分形式：（3-1）在新老混凝土交界面上，水化热温升取两侧块体在时间时绝热温升的平均值，即。若混凝土浇筑在岩石上，其交界面处水化热温升取混凝土绝热温升的一半，即，。利用差分原理进行浇筑模拟，首先选取初温为0℃，第一类边界条件（外界温度已知为0℃），沿基岩深度方向取10m开始计算浇筑。在新老混凝土交界面上，水化热温升取两侧块体在时间时绝热温升的平均值。采用图3-1和图3-2所示外界温度资料，按第三类边界条件处理，根据牛顿定律的形式，相当于在碾压混凝土表面加上虚厚度后，按第一类边界条件处理。4.计算资料与结果龙滩水电工程位于红水河上游的广西天峨县境内，距天峨县城15公里。红水河流域属亚热带季风气候区。为了考虑日温变化对混凝土内部温度的影响，给出（12月份）日温变化资料见图3-1所示，月平均温度取值见图3-2所示。根据碾压混凝土发热量低、水化热增温缓慢等特点，反映在水化热温升公式中的值和m值有很大区别。普通混凝土对应的m值较大，一般在0.3～0.4之间，而碾压混凝土对应的m值较小，在0.1～0.2之间，考虑到龙滩水电工程碾压混凝土坝的具体情况，计算中取=20℃，m=0.15。在温度计算过程中，混凝土热表面交换系数是一个复杂的量，它取决于风速、混凝土表面粗糙程度和混凝土表面有无保温材料...