基于MATLAB和ANSYS的大体积混凝土水化热效应分析

大体积混凝土水化热效应产生的温度场和应力场十分复杂,在施工过程中经常会因为内外温度差异产生有害裂缝。在有限元仿真过程中,选取的基于《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)中规定的热学参数只适用于强度等级为C25~C40的低强度混凝土。对于大跨径桥梁中常用的高强度大体积混凝土,热学分析参数的选取是一个难点。为了解决这一问题,文章基于遗传算法,先确定温度场分析时的反演热学参数,建立目标适应度函数,然后针对ANSYS二次开发建立温度场反分析模型,最后研究在MATLAB中使用遗传算法工具箱调用ANSYS中保存的温度场数据,对比现场实测温度数据,反演得到混凝土的最大绝热升温系数、导温参数、导热系数和表面放热系数。用该方法对某高架桥大体积混凝土承台水化热效应进行反馈分析,结果表明,基于改进遗传算法反演参数有限元模型得到的温度场计算值与实测值误差在10%以下,结果吻合良好。