环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析.pdf

第2 8卷 第8期 2 0 1 1年 8月 长江科学 院 院报 J o u r n a l o f Ya n g t z e R i v e r S c i e n t i f i c Re s e a r c h I n s t i t u t e Vo I 2 8 No 8 A u g 2 0 1 1 文章编号 ： 1 0 0 1 5 4 8 5 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 0 3 5 0 6 环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析 刘志勇 ( 徐州工程学院 土木工程学院， 江苏 徐州2 2 1 0 0 8 ) 摘要： 环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视， 对于温度场、 温度应力场、 湿度应力场， 尤其是整体结构应力场的分析 ， 是工程中非常关注的问题。为此 ， 选取理想的球形大体积混凝土结构， 仅考虑环境 温、 湿度的影响， 用 A N S Y S软件依次对该结构的温度场、 温度应力场及湿度应力场进行数值模拟， 然后将模拟得到 的温度应力场与湿度应力场叠加 ， 得到整体应力场 ， 并对模拟结果进行分析和总结。通过对应力场的数值模拟分 析， 可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性， 对制订温控措施有一定的指导意义。 关键词： 环境温湿度； 大体积混凝土； 温度场； 温度应力场； 湿度应力场； 数值模拟 中图分类号 ： T V 3 1 5 文献标 识码 ： A 大体积混凝土裂缝主要是由应力和约束条件引 起的， 且应力是主动因素， 约束是被动因素， 而大体积 混凝土的应力又主要是由环境温湿度的变化引起的， 因此 ， 要研究环境温湿度对大体积混凝土裂缝的影响 规律 ， 只需研究环境温湿度对大体积混凝土应力的影 响规律 J 。为此， 本文只考虑主要 的影响因素 环境温湿度的变化 ， 不考虑重力 、 分层浇筑和边界约 束的影响， 对理想的球形大体积混凝土仅在环境温湿 度的影响下产生的应力进行数值模拟与分析。 1 有限元建模及边界条件 4 以中心对称半径为3 6 in 的球形大体积混凝土 体为基础， 建立有限元分析模型。由于是球体， 所以 采用四面体单元， 进行自由网格划分， 共划分了 8 3 3 个节点和 3 8 5 5个单元 ， 建立的有限元模型见 图 1 。 图 1 有限元分析模型 Fi g 1 FE M mo de l 在进行瞬态热分析时， 选取的热分析单元类型为 三维 S o l i d T 0单 元。 昆凝 土 的导 热系数 取 3 2 4 5 7 W ( ino C ) ， 考虑到采用有限元方法计算不同龄期 温度场时， 龄期不是以 S 而是以 d为单位的， 所以A= 3 2 4 5 7 W ( i n o C)=3 2 4 5 7 J ( S1T I o C)= 2 8 0 4 3 k J (d 1 T I o C) ； 密度 P取 2 4 0 0 k g i n ； 比 热 c 取0 9 7 6 k J ( k go C) ； 混凝 土与空气之间的对 流换热系数h取2 0 1 6 k J ( d m 2 ) 。 在进行结构的热应力分析时， 选取的结构分析单 元类型为三维 S o l i d 6 5单元。混凝土 的泊松 比 取 0 1 6 7 ； 混凝土热膨胀系数 O 取 0 7 51 0 。 。 o C； 混 凝土不同龄期的弹模 E由以下公式选取， E ( t )=2 9 21 0 m 1一e x p ( 一0 4 0 t ) 。 为方便研究环境温湿度对大体积混凝土温湿度 应力的影响规律 ， 不考虑分层浇筑对混凝土温湿度 应力的影响。参考温度取混凝土的浇筑温度 ， 假设 为 2 5 3 q C ， 即混凝土的膨胀与收缩都是以 2 5 3 为参考点 ， 高于 2 5 3 o C膨 胀 ， 低 于 2 5 3 收缩。 整个混凝土体的球面上均存在空气和混凝土的热对 流 ， 属于热分析 中的第 3类边界条件， 对流边界条件 可以作为面荷载( 具体输人参数为对流换热系数和 环境温度) 施加于实体的表面， 来计算固体和流体 间的热交换。利用 A N S Y S软件提供的函数功能可 以简便地设定水泥的生热率函数为 t )：m Q 0 e =m m Q e 一 = 0 3 8 4 3 1 13 3 0 e - 0 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 8 2 3 基金项 目： 江苏省建设系统科技指导项 目( J S 2 0 0 8 Z D 0 6 ) 作者简介： 刘志勇( 1 9 7 7 一 ) ， 男， 河南淮阳人， 讲师， 工程师， 博士研究生， 主要从事建筑材料与结构工程方面的研究， ( 电话) 1 3 7 7 6 7 8 6 7 1 6 ( 电子信箱) z h i y o n g l i u 2 0 0 0 1 6 3 c o rn。 3 6 长 江科 学院院报 式中： m为水化系数 ； Q 。为每 1T t 。混凝土 的最终水 化热 ( k J m ) ； m 为 每 m 混 凝 土 中 的水 泥用 量 ( k g m ) ， 此处为 3 1 1 k g m ； Q为每 k g水泥 的最终 水化热 ( k J k g ) ， 普通 硅酸盐水 泥在 一 o o 时 ， 最终 的水化热 Q一般取 3 3 0 k J k g 。 水化系数 m随混凝土的浇筑温度不 同而不同， 浇筑温度2 5 3时m取0 3 8 4 ， 将生热率作为体荷 载施加于单元上 ， 模拟水泥 的化学反应生热 。确定 总计算时间为 6 0 d ， 每 1 d计算一次 ， 子步长为 1 d ， 其它选项按瞬态热分析进行选定 ， 进行分析计算 。 2温度场的模拟 采用有限元分析软件 A N S Y S对环境温度为 6， 2 l ， 3 6的情况分别进行数值模拟 ， 混凝土浇筑 温度均取 2 5 3。由于整 个混 凝 土体呈 中心对 称 ， 且不考虑重力的影响， 所以同一时刻球面上任意 一 点的温湿度和温湿度应力都分别相等 ， 因此 ， 只选 择球心点和球面上任意一个节点进行分析。球心点 节点编号和坐标为 7 4 3 ( 0， 0 ， 0 ) ， 选取的球面点节点 编号和坐标为 1 ( 0 ， 0 ， 一 3 6 ) 。 不同温度环境下球心点温度及其温差历程 曲线 见图2 ， 图中 Ti 表示环境温度为 i ， Di 一 表示环 境温度 i 与环境温度 中心点温度差值。由图 2可 知 ， 对于不同的环境温度 ， 前期中心点温度历程 曲线 都急剧 卜 升， 环境温度为 6 ， 2 1 ， 3 6 c C的混凝土体中 心点分别在第 6 ， 7， 8天达到最高温度 ， 最高温度分 别为 5 4 5， 5 5 9 ， 5 7 9。环境 温度较 高 时， 昆凝 土体最高温度 出现 的时间较晚。定性来看 ， 环境温 度越高 ， 中心点最高温度也越高 ， 不过 ， 中心点最高 温度增加 的幅度远 小于相应环境温度增加的幅度 ； 定量来看 ， 环境温度每提高1 5 ， 球心点最高温度 70 60 5 O 4 0 魁 赠 3 0 2 0 l O 仅提高2左右， 提高的幅度仅为环境温度提高幅 度的1 3 3 ， 为了从理论上解释 ， 称这种现象为环境 温度对混凝土体内部温度影响的“ 弱化效应 ” 。图 2 中还表明， 8 d之后温度均开始下降 ， 下降的速率都 逐渐减小 ， 环境温度低的 比环境温度高的下降速率 快 ， 最终有下降到各 自环境温度的趋势 。温差历程 曲线表明 ， 从开始到最后 ， 中心点温度差值是一直在 增加的， 最终有增加到环境温度差值的趋势 。这主 要是由于混凝土是热的不 良导体 ， 外界环境温度影 响混凝土中心区域 比较慢 的缘故 ， 这种现象称之为 环境温度对混凝土体 内部温度影响的“ 滞后效应” 。 图 3是 3 6 q C温度环境下第 8天过球心剖面上 的温度云图， 从中可以看出， 由于球形混凝土体呈 中 心对称 ， 所 以在距球心相同的距离处 ， ? 昆凝土的温度 都是相等的， 中心温度较高 ， 向外温度逐渐降低。 图 3 3 6 环境第 8天过球心剖面上温度云 图 Fi g 3 Te mpe r at ur e ne phog r a m o f e qua t o r i a l p l a n e u n d e r 3 6 i n t h e 8 t h d a y 图4给出不同温度环境下球心点和球面点 的温 度历程曲线 ， 由于中心大量水化热的积聚， 混凝土又 是热的不 良导体 ， 中心积聚的热量不易向外散失 ， 外 界环境温度也不易影响到中心点 ， 所 以中心点温度 均急剧上升 ， 分别在第 6 ， 7， 8天达到最大值 ， 再往后 温度开始下降 ， 下 降的速率逐渐减小 ， 环境 温度越 低 ， 到第 6 0天时下降的幅度越大 。相 比之下 ， 球面 点与周围空气接触 ， 周围空气温度对球面点温度影 响比较大， 而混凝土浇筑温度均为 2 5 3， 若浇筑 温度 比周 围空气温度高很多 ， 混凝土 自身的水化热 不足以克服混凝土的降温 ， 其温度就很快降低 ； 若浇 筑温度与周围空气温度 比较接近， 混凝土由于 自身 的水化热而突然上升一点 ， 而后其温度就缓慢降低 ； 若浇筑温度比周围空气温度低很多， 空气传热再加 上 昆 凝土自身的水化热使其温度急剧上升， 而后其 第8期 刘志勇 环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析 3 7 温度就缓慢降低。总的来说， 无论何种温度环境下， 球面点温度都很快趋近于环境温度 。 6 7 。 0 p 5 0 ； ： 0 l 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 时间 d ( b )2 1 环境 5 0 45 4 0 3 5 p 3 0 25 赠 2 O 1 5 1 0 5 O 0 l U 20 30 4 0 U 6 0 时间， d 图5 混凝土体内外最大温差历程曲线 F i g 5 T i me - h i s t o r y c u r v e s o f m a x i mu m t e mp e r a t u r e d i ffe r e n c e b e t we e n t h e i n t e r n a l a n d e x t e r n a l c o n c r e t e 进一步分析可知， 环境温度为3 6时， 内外最 大温差为 2 O 1 ， 在此基础上要使内外温差再降 低 2 0 1 ， 即降低到 0 o 【 = ， 环境温度就要上升约 2 5， 即从 3 6增加到 6 1 o C。环境温度为 6 l 时通过 A N S Y S模拟 可知， 内外 温差确实 已经很小 了。但是环境温度又不 能无 限制地增加 ， 为了降低 混凝土的内外温差 ， 与表面保 温对应的就是 内部降 温。内部降温主要包含两方面的含义： 降低浇筑温 度与预埋冷却水管降温。 3 温 度应 力场 的模拟 本模拟采用热应力耦合 的间接法 ， 即先进行热 分析 ， 求出不同龄期 的温度 ， 然后将热分析求得的节 点温度作为体载荷施加在结构应力分析中， 进而求 出相邻龄期的温差 ， 然后用对应时刻 的弹性模量求 出该相邻龄期弹性温度应力 的增量 ， 最后将所计算 的应力值叠加后得到对应龄期 的弹性温度应力 ， 从 而计算出应力结果 。 确定总计算时间为 6 0 d ， 每 1 d计算一次 ， 子步 长为 1 d ， 其它选项按热应力分析的要求进行选定。 由于球形混凝土体呈中心对称， 且不考虑分层浇筑 及重力的影响， 所以温度场和温度应力场都是中心 对称的。考虑到对大体积混凝土裂缝起控制作用的 主要是 s 1 ( 第一主应力 ) ， 下面将主要对 s 1的分布 规律进行分析 。 图 6给出了不同温度环境下的球心点和球面点 S 1历程 曲线 ， 由图 6可知 ， 与球心距离大于某个数 值的混凝土是一直承受拉应力的， 且拉应力先增大 后减小 ， 拉应力峰值 出现 的时间超前 于球心温度峰 值出现的时问 ； 与球心距离小于某个数值 的混凝 土 是一直承受压应力的， 且压应力先增大后减小 ， 压应 力峰值出现的时间滞后于球心温度峰值出现的时 间。这和一些实际大体积混凝土工程模拟结果 的区 别是： 前者与球心距离小于某个数值的混凝土是一 直 承受压应力 的； 而后者是 内部混凝土先承受压应 = 喜 _ m ( a ) 6 C环境 l 1 0 至。 的 一0 1 、 1 0 2 埘 时 间 d (b )2 1 C环境 一 月e L !二 二 1 0 2 0 3 1 5 0 ， 时间 - ( c )3 6 环境 图6 不同温度环境下 历程曲线 F i g 6 T i me - his t o r y c u r v es o f his t o r y u n d e r d i ffe r e n t t e mp e r a t u r es 3 8 长江科学院院报 2 0 1 1生 力 ， 后来又承受拉应力 。这 主要是 由于在混凝 土体 降温阶段 ， 实际大体积混凝 土工程受到边界条件的 约束 ， 在把压应力抵消完后就会产生拉应力。 图7和图 8给出了不同温度环境下球心点和球 面点的 |s 1 历程曲线。由图 7和图 8可知 ， 对于同一 个节点， 环境温度越高， s 1 历程曲线越靠近横坐标 轴。这说明， 无论该节点受压还是受拉， 环境温度越 高， 其压应力或拉应力都越小。通过将不同温度环境 下球心点和球面点 s l的最大值分别进行 比较可知 ， 环境温度从 3 6降到 2 1 q C 及从 2 1降到 6 o C， 球 心点压应力或球面点拉应力将分别增加 6 0 和4 0 左右。而混凝土抗压强度很高， 抗拉强度很低 ， 所以， 环境温度越高 ， 对大体积混凝土越有利。 0 5 0 。0 5 豸 一 1 0 -1 5 。2 0 图 7 球心点不 同温 度环境 下 S 1历程 曲线 Fi g 7 Ti m e - h i s t o r y c u r v e s o f a t t he c e n t r a l p o i n t u n d e r d i ffe r e n t t e m p e r a t u r e s 3 0 2 5 2 _ 0 1 5 0 5 O O - 0 5 图8 球面点不同温度环境下 历程曲线 F i g 8 T i me - h i s t o ry c u r v e s o f a t th e s u r f a c e u n d e r d i ffe r e n t tem pe r a t u r e s 4湿度应力场的模拟 根据湿度应力场理论与温度应力场理论控制微 分方程系统中存在的相似性 J ， 利用温度应力场 理论的有限元软件来分析湿度应力场问题。在具体 计算中， 设单位重量的含水率 W= 0表示绝对干燥 或相对湿度为O 状态， = 1 表示饱和含水或相对 湿度为 1 0 0 状态 。下面将对环境湿度为 0 3 ， 0 6 及 0 9 的情况分别进行数值模拟， 设混凝土刚浇筑 完毕时相对湿度为 1 。确定总计算时间为 6 0 d ， 每 1 d 计算一次， 子步长为 1 d ， 进行分析计算。 由于球形混凝土体呈中心对称， 且不考虑分层 浇筑及重力的影响， 故湿度场和湿度应力场都是 中 心对称的。考虑到内部 区域的湿度是 由内向外逐步 渗透的， 随时问的推移 ， 混凝土湿度逐渐减小 ， 且混 凝土体内部区域的湿度始终高于外界区域 。由湿度 场和湿度应力场可知， 混凝土体内部湿度场和湿度 应力场等值线的分布均呈球形分布。 图 9给出了不同湿度环境下 的球心点和球面点 的 s 1历程曲线 ， 由图 9可知 ， 无论环境湿度如何 ， 球 心点一直受压 ， 且压应力先增大后减小 ； 球面点一直 受拉 ， 且拉应力先增大后减小。图中也表明 ， 距球心 点越远 ， 混凝土内部一定区域压应力越小， 边缘一定 区域拉应力越大。这与实际大体积混凝土工程数值 模拟结果的区别是 ， 混凝土发生干缩时 ， 后者受到边 界条件的约束 ， 所以都产生拉应力 ； 而前者在发生干 缩时， 没有受到任何边界约束 ， 外围区域 的拉应力只 有靠内部区域的压应力才能平衡掉， 也就是， 由于混 凝土产生 自约束的缘故 ， 才会出现混凝土内部一定 区域是一直受压的。 。， 一 _， 一瑜 点 一 幔 面点 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 时间 d 、 一 0 3 环境 磊 lI O 2 0 3 0 4 0 5 0 6 q _ 、壁 ! 一 图 9 不 同湿度环境 下 历程 曲线 Fi g 9 Ti me - h i s to ry c u r v e s o f 1 u n d e r d i ffe r e n t h u mi dit i es 图 l 0和图 1 1 给出了球心点和球面点的不同湿 度环境下 S 1 历程曲线 。由图 1 0和图 1 1可知 ， 对 于 同一个节点， 环境 湿度越高 ， s l历程 曲线越靠近横 坐标轴。这说明， 无论该节点受压还是受拉 ， 环境湿 度越高， 其压应力或拉应力都越小。通过计算可知， 0 O 1 - 0 2 。0 3 -0 4 -0 5 0 6 1, lh j d O l 0 2 ( ) 3O 40 50 6 0 图 1 O 球心点不同湿度环境下 S 1历程曲线 Fi g 1 O Ti me - h i s t o r y c u r v e s o f 1 a t t h e c e n t r a l p o i n t u n d e r diffe r e n t h u mi d i t i e s 第 8期 刘志勇 环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析 3 9 ： 。 5 嚣 O 时 I可， d 图 1 1 球面点不 同湿度环境 下 历程 曲线 r i g 1 1 Ti m e h i s t o r y c u r v e s o f S 1 a t t h e s u r f a c e u n d e r 唧e r e n t h u mi d i t i e s 环境湿度从 0 9 降到0 6 及从 0 6 降到 0 3 ， 混凝土 内部应力将分别增加 3 0 0 和 7 5 。而混凝土抗压 强度很高， 抗拉强度很低， 所以， 环境湿度越高， 对大 体积混凝土越有利 。 5温度应力场与湿度应力场的叠加 选取最高和最低 2种温度环境与最高和最低 2 种湿度环境进行组合 ， 共有 4种组合方式。温度应力 场与湿度应力场叠加后球心点和球面点的 S 1 历程 曲 线见图 l 2和图 1 3 。由图 1 2和图 1 3可知 ， 温度相同 时， 湿度越大， 5 1 历程曲线越靠近横坐标轴， 即压应 力或拉应力都越小； 湿度相同时， 温度越高， s 1 历程 曲线越靠近横坐标轴， 即压应力或拉应力都越小。而 混凝土是受压材料 ， 其抗压强度很高 ， 抗拉强度很低 ， 可见 ， 在混凝土浇筑温度一定时 ， 高温高湿的环境有 利于大体积混凝土降低应力、 避免产生裂缝。图中也 说明， 环境温度对 s 1 历程曲线的峰值应力影响较大， 对后期应力影响较小 ； 环境湿度对中后期 s l历程 曲 线的应力都有影响， 但影响都不是很大。该球体混凝 土与实际大体积混凝土工程应力场模拟结果的区别 是： 前者中心点应力是一直受压 的， 表面点应力是一 直受拉的； 而后者 中心点是先受压， 然后受拉。产生 区别的原因主要是 ， 后者受到边界条件 的外约束， 而 前者未受到外约束， 只有靠内约束来平衡内力。 时间 d 0 1 0 2 0 3 O 40 5O 6 O Fi g 1 2 Ti me - h i s t o ry c u rv e s o f S 1 a t t he c e n t r a l p o i n t u n d e r o v e r l a i d t e mp e r a t u r e a n d h u mi d i t y s t r e s s fi e l d s 3 _5 3 O 2 5 2 0 1 0 0 5 O 0 1 0 2 0 3 O 4 O 5 0 6 O 时间， d 图1 3 球面点温度与湿度应力场叠加后的 历程曲线 F i g 1 3 Ti m e - h i s t o ry c u r v es o f a t the s u r f a c e u n d e r o v e rla i d t e m p e r a t u r e a n d h u m i d i t y s t r e s s fi e l ds 6 结 论 ( 1 )环境温度越高 ， 混凝土体内部温度也越高 ， 但内外最大温差越小。对于同样尺寸的混凝土体， 同样的浇筑温度 ， 环境温度每升高 1 5 c C， 内外最大 温差可降低 1 2 左右， 从而说明了大体积混凝土表 面“ 保温法” 的原理。从理论上解释， “ 滞后效应” 和 “ 弱化效应 ” 分别从时 间和空 间上反应了环境温度 对混凝土体内部温度影响的规律。 ( 2 )无论环境温度如何 ， 对于边缘区域 ， 大体积 混凝土是一直受拉的， 且拉应力先增大后减小 ， 环境 温度越高， 同一节点的拉应力越小。如果大体积混 凝土不受任何边界外约束 ， 则 内部 区域是一直受压 的， 环境温度越高， 同一节点的压应力越小。总之， 环境温度越高 ， 对混凝土这种受压材料防止温度裂 缝越有利。 ( 3 ) 利用湿度应力场与温度应力场之间的相似 性， 采用 A N S Y S中的热分析模块模拟湿度应力场问 题。通过模拟可知， 对同一个节点， 环境湿度越高， 其 应力越小 ， 对混凝土这种受压材料防止裂缝越有利。 ( 4 )如果大体积混凝土不受任何边界外约束， 温度相同时湿度越大， 或湿度相 同时温度越高， 均可 以得到压应力和拉应力都越小。在混凝土浇筑温度 一 定时， 高温高湿的环境有利于大体积混凝土降低 应力 、 避免产生裂缝。 参考文献 ： 1 王铁梦 工程结构裂缝控制 M 北京： 中国建筑工业 出版社 ， 1 9 9 7 ( WA N G T i e me n g C r a c k C o n t r o l o f E n g i n e e fi n g S t r u c t u r e M B e i j i n g ：C h i n a A r c h i t e c t u r e& B u i l d i n g P r e s s ，1 9 9 7 ( i n C h i n e s e ) ) 2 刘志勇 大体积混凝土水闸墙温度场有限元分析 J 徐州工程学院学报 ( 自然科学版) ， 2 0 0 8 ， 2 3 ( 4 ) ： 7 1 4 ( L I U Z h i y o n g F i n i t e E l e m e n t A n a l y s i s o f T e m p e r a t u r e F i e l d of a Ma s s i v e C o n c r e t e S l u i c e Wal l J J o u r n al o f X u z h o u I n s t i t u t e of T e c h n o l o g y( N a t u r al S c i e n c e E d i t i o n ) ， 2 0 0 8 ， 2 3 ( 4 ) ： 71 4 ( i n C h i n e s e ) ) 3 张亮亮， 赵亮， 袁政强， 等 桥墩混凝土水化热温度 长 江科 学院 院报 2 0 1 1丘 有限元分析 J 重庆大学学报 ( 自然科学版) ， 2 0 0 7 ， 3 0 ( 1 0 ) ： 7 37 6 ( Z H A N G L i a n g l i a n g ，Z H A O L i a n g ， YU AN Z h e n g q i a n g e t a 1 T e mp e r a t u r e F i e l d F i n i t e E l e m e n t A n a l y s i s o f P i e r C o n c r e t e i J 1 J o u r n a l o f C h o n g q i n g U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) ，2 0 0 7，3 0( 1 0 ) ： 7 3 7 6 ( i n C h i n e s e ) ) W U Yo n g Nume ric a l I mpl e me nt a t i o n o f Te mpe r a t u r e a n d C r e e p i n Ma s s C o n c r e t e J F i n i t e E l e me n t s i n A n a l y s i s a n d De s i g n， 2 0 0 1 ， 3 7( 2) ： 9 71 0 6 邵红艳， 竺润祥 ， 任茶仙 结构温度场和温度应力场的 有限元分析 J 宁波大学学报， 2 0 0 3 ， 1 6 ( 1 ) ： 5 76 0 ( S HA0 Ho n g y a n，ZHU R u n x i a n g RE N C h a x i a n T h e r ma l S t r u c t u r a l An a l y s i s b y F EM I J 1 J o u r n a l o f Ni n g b o U n i v e r s i t y ， 2 0 0 3， 1 6 ( 1 ) ： 5 7 6 0 ( i n C h i n e s e ) ) 朱伯芳 大体积混凝土温度应力与温度控制 M 北 京 ： 中国电力出版社 ， 1 9 9 9 ( Z H U B o f a n g T e m p e r a t u r e S t r e s s a n d C o n t r o l o f Ma s s C o n c r e t e M B e i j i n g ：C h i n a El e c t ric P o we r P r e s s ，1 9 9 9 ( i n C h i n e s e ) 张松涛 ， 李 民 A N S Y S在分析混凝土结构温度场及 温度应力中的应用 J 中国水运 ( 理论版) ， 2 0 0 6 ， 4 ( 5 ) ： 5 45 6 ( Z H A N G S o n g t a o ， L I Mi n A p p l i c a t i o n o f ANS YS i n C o n c r e t e S t r u c t u r e T e mp e r a t u r e F i e l d a n d T e m p e r a t u r e S t r e s s J C h i n a Wa t e r T r a n s p o r t ， 2 0 0 6， 4 ( 5 ) ： 5 4 5 6 ( i n C h i n e s e ) ) 缪协兴 ， 杨成永， 陈至达 膨胀岩体中的湿度应力场理 论 J 岩 土力学， 1 9 9 3 ， 1 4( 4 ) ： 4 95 5 ( MI U X i e - x i n g ， YAN G C h e n g y o n g ， CHE N Z h i - d a Hu mi d i t y S t r e s s F i e l d T h e o r y o f S w e l l i n g R o c k J S o i l a n d R o c k Me c h a n i c s ， 1 9 9 3 ， 1 4 ( 4 ) ： 4 9 5 5 ( i n C h i n e s e ) ) 缪协兴 湿度应力场理论的耦合方程 J 力学与实 践 ， 1 9 9 5 ， 1 7( 6 ) ： 2 22 4 ( MI U X i e x i n g C o u p l e d E q u a t i o n o f H u m i d i t y S t r e s s F i e l d T h e o r y J M e c h a n i c s i n E n g i n e e ri n g ， 1 9 9 5 ， 1 7 ( 6 ) ： 2 2 2 4 ( i n C h i n e s e ) ) ( 编辑： 周晓雁) Nu me r i c a l S i m u l a t i o n a n d An a l y s i s o n t h e I mp a c t o f En v i r o n me n t a l Te mp e r a t u r e a n d Hu m i d i t y o n M a s s i v e Co n c r e t e LI U Z h i - y o n g ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g ，X u z h o u I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ， X u z h o u 2 2 1 0 0 8 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th e i n fl ue n c e o f e n v i r o nme n t a l t e mp e r a t u r e a n d h u mi d i t y c h a n g e c a n n o t be i g n o r e d i n ma s s i v e c o n c r e t e s t r u c t u r e s Mu c h a t t e n t i o n i s p a i d t o t h e a na l y s i s o n t e mp e r a t u r e fie l d，t he r ma l s t r e s s fie l d，h umi d i t y s t r e s s fi e l d， a n d e s p e c i a l l y i t s t o t a l s t r e s s fie l d I n v i e w o f t h i s，a n i d e a l s p h e ric a l ma s s c o nc r e t e s t r uc t u r e i s s e l e c t e d，a nd t he t e mp e r a t u r e fie l d，t e mp e r a t u r e s t r e s s fie l d a n d h umi d i t y s t r e s s fie l d a r e n u me ric a l l y s i mu l a t e d s uc c e s s i v e l y t h r o u g h ANS YS o n t he p r e mi s e o f c o n s i d e rin g o n l y t h e i mp a c t o f e nv i r o n me n t a l t e mp e r a t u r e a n d h umi d i t y F ur t h e rm o r e， t h e r ma l s t r e s s fie l d a n d t h e h u mi d i t y s t r e s s fie l d a r e o v e r l a i d t o o b t a i n t h e t o t a l s t r e s s fie l dRe s u l t s o f t h e s i mu l a t i o n a r e a n a l y z e d a n d c o n c l u s i o n i s p u t f o r w a r d T h r o u g h t h e n u me ri c a l s i mu l a t i o n o f s t r e s s fi e l d，t h e c r a c k d e g r a d a t i o n o f p o u r e d ma s s i v e c o nc r e t e c a n be p r e d i c t e d s o a s t o f o r mu l a t e t e mp e r a t u r e c o n t r o l me a s u r e s Ke y wo r ds： e n v i r o n me n t a l t e mp e r a t u r e a n d h u mi d i t y；ma s s i v e c o n c r e t e；t e mp e r a t u r e fie l d；t h e rm a l s t r e s s fie l d； h u mi d i t y s t r e s s fie l d；nu me ric a l