基于ABAQUS的混凝土温度场模拟方法

孙绕忠， 高 鹏， 朱文兵， 崔 璨， 温卫军， 林 鑫， 王启桃

(1.合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009； 2.中国建筑第八工程局有限公司，上海 200120；3.合肥离子医学中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

大体积混凝土在浇筑完后，由于水泥的水化作用会释放出大量的热量，混凝土受热膨胀会产生较大的拉应力，导致裂缝的产生和扩散进而破坏混凝土结构。因此不少研究者通过理论计算和数值模拟来评估大体积混凝开裂的风险，魏尊祥等[1]利用有限元软件ANSYS对桥梁承台进行温度场分析；谭昱等[2]在考虑预埋水冷管的前提下，利用ANSYS进行港珠澳大桥承台的温度场研究；刘亚朋等[3]使用MIDAS建立某筏板基础有限元模型，分析不同入模温度及保温措施下的大体积混凝土温度场分布。朱希文等[4]使用COMSOL软件分析不同粉煤灰掺量下的大体积混凝土温度场变化。

本文以实际工程为例，对温度监测值进行分析，验证其降温速率、里表温差和表外温差是否超过大体积混凝土规范[5]规定的限值；建立有限元模型，导入混凝土水化热子程序HETVAL进行温度场模拟，并与现场监测值对比，分析子程序的可行性。

1 ABAQUS建模步骤

在有限元软件中，ABAQUS功能强大，拥有大量材料模型与单元模型，可以进行复杂工程的模拟仿真，而通过ABAQUS无法直接实现的功能，软件提供了用户子程序接口，用户可通过Fortran语言对子程序进行编辑，自定义材料属性、荷载及边界条件等计算条件。本文使用FORTRAN语言编写用户子程序，基于ABAQUS平台进行二次开发，通过用户子程序接口HETVAL实现大体积混凝土生热。……