1.5 主要研究内容

就泵站混凝土结构的特点，使用的混凝土标号相对高，受干缩影响大，基于上述水工混凝土温控和湿控防裂研究及发展现状，笔者结合工程项目中出现的一些关键及难点问题，在前人研究的基础上，主要就水工混凝土温度、湿度及应力数值仿真计算模型、计算方法和混凝土热、湿度、力学材料特性参数等几个方面的问题进行了较为深入的研究。本书从理论和工程应用上拟解决以下问题。

（1）针对泵站混凝土受外界气温、湿度变化影响较大的特点，考察干缩对混凝土裂缝开展的量化影响。从理论方面进行研究，将相对湿度表示的干缩应变引入到混凝土应力计算中，研发关于非线性温度场、湿度场和应力场计算的三维有限元计算程序，为湿控防裂的量化提供理论依据。

（2）拟对不同的水管冷却沿程水温计算方法进行对比研究，指出混凝土水管冷却三维非线性非稳定温度场迭代计算方法精细严密，便于操作，实现了水管内边界被视为第三类边界的塑料质水管冷却效果仿真计算，并把该计算方法引入到三维计算程序中去，更加有效地模拟工程施工的实际情况。

（3）实现混凝土三维非线性、非稳定湿度场及干缩应力场与温度场仿真计算，认为混凝土湿度场计算时必须考虑内部自干燥作用的影响，湿度减小对表面裂缝的产生在温升期给以抵御，而温降期则加以促进。通过对某泵站现场施工过程的仿真计算，了解了混凝土出现表面裂缝的成因和机理，并提出了相应的防治措施，对工程防裂工作起到了切实有效的指导作用。

（4）分析研究混凝土温度、湿度特性参数，根据传热导湿基本特性，以期望提出几个参数的预测模型用于防裂计算。

（5）考虑到湿度场计算参数专业测量的困难性和复杂性，参考混凝土热学特性的反演方法，运用遗传算法对湿度特征参数进行反演求解。

（6）采用带水管的混凝土三维非线性非稳定温度、湿度和应力场这一精细算法对典型水工薄壁混凝土结构泵站施工期混凝土的温度、湿度和应力进行了仿真分析。深入分析了该种结构形式混凝土裂缝的开裂机理、影响因素及温控湿控防裂方法的防裂效果，依托淮阴三站工程详细研究了泵站混凝土出现裂缝的部位及裂缝类型，提出了预防并根治裂缝的针对性措施，认为表面保温、内部降温、表面保湿、降低浇筑温度、设置砌体等多种措施结合的复合式防裂技术实现了此类工程不出现或很少出现裂缝的防裂目标，基本解决薄壁混凝土结构的防裂问题。