[發明專利]混凝土壩體的溫度場預測方法

有效

• 申請號: 202010068960.7
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111274729B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 解凌飛;蔡德所;楊麗;唐浩
• 申請（專利權）人: 湖北省水利水電規劃勘測設計院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G01K11/324;G06F119/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

本發明涉及混凝土壩體的溫度場預測方法，包含步驟：向混凝土壩體中埋設溫度場傳感器；采集溫度實測值；繪制實測溫度場測量曲線；得到壩體初始溫度場測量曲線；通過混凝土壩體熱學參數集合得到壩體溫度場擬真曲線；反演修正初始混凝土壩體熱學參數集合；再次計算測點溫度場擬真曲線；得到混凝土壩體的壩體溫度場擬真曲線。本發明以光纖監測數據的可讀性高，能很好的將混凝土壩體內溫度場可視化，直觀的反映溫度場的分布情況；參數準確性高，仿真值和實測值之間的誤差非常小，消除了意外因素造成的噪音，對工程實施具有相當高的指導意義。

技術領域

本發明涉及混凝土壩體溫度測量技術領域，具體地涉及混凝土壩體的溫度場預測方法。

背景技術

混凝土的水化熱是混凝土產生溫度升高的最主要因素，一直以來都備受各相關行業的重視，特別對于碾壓混凝土壩，由于混凝土施工速度快，水化熱低，放熱時間長等特點，使得壩體更易受混凝土水化熱的影響，若溫控措施失當，壩體則有可能因溫差過大而產生溫度裂縫，輕則危害大壩整體性，重則危害大壩安全性。因此，及時、準確地獲得混凝土壩體結構內部的溫度場分布是混凝土施工控制的關鍵。

當前獲取混凝土壩體結構內部的溫度場分布有兩類方法：測量法和仿真法。

測量法是指在壩體中埋設溫度場傳感器，測量并繪制溫度場變化曲線。測量法又分為兩種，即傳統點式溫度計測量法和新興的DTS測量技術，其中：

傳統的點式溫度計的優點是具有較高的精度，但缺點很多：只可測量單個點的溫度；對工作的環境要求較嚴格，抗干擾能力較差；安裝復雜，影響大壩施工；溫度計信息量太少，很難掌握整個混凝土壩體內部溫度場的變化和分布規律，不適合混凝土的快速上升施工和安全。由于上述這些缺點，點式溫度計測量法在新建大壩中已經很少使用了。

而DTS測量技術克服了傳統溫度計的缺點，具有抗干擾、抗腐蝕性強、容易施工等優點，能夠測量光纖沿線混凝土的溫度值，通過合理布置光纖溫度傳感網絡，即可準確的了解大壩內部的實時溫度場信息。但DTS測量技術的缺陷也很明顯，即光纖監測數據的可讀性不強，只能得到光纖沿程的溫度值的大小，不能很好的將混凝土壩體內溫度場可視化，直觀的反映溫度場的分布情況。

仿真法近幾年才開始發展，目前主要集中在有限元法(FEM)上，其優點是能對混凝土壩體施工過程的溫度場分布規律和發展趨勢做出分析，并對溫控方案和措施的制定有指導意義。但是有限元法具有如下缺陷：仿真分析的準確性和合理性取決于輸入參數的合理性和正確性，但由于影響施工過程中的溫度場分布的因素很多，且有些因素是難以確定的，因此溫度場的仿真結果往往與實際溫度場存在較大的偏差，甚至在某些意外的因素出現時導致這個偏差激劇增大，而使溫度場的仿真結果失去了對工程的指導意義。

發明內容

本發明針對上述問題，提供混凝土壩體的溫度場預測方法，目的在于結合DTS測量技術與仿真法的優點，提高光纖監測數據的可讀性，更好的將混凝土壩體內溫度場可視化，并實現直觀的反映溫度場的分布情況；此外提高了參數的準確性，大幅降低了仿真值和實測值之間的誤差，并消除了意外因素造成的噪音。

為解決上述問題，本發明提供的技術方案為：混凝土壩體的溫度場預測方法，包含以下步驟：

S100.在混凝土壩體澆筑過程中，向混凝土壩體中埋設多個溫度場傳感器；

S200.自澆筑時間起，在設定的采集時間段內，依時間順序依次采集每個溫度場傳感器的溫度實測值；然后繪制每個溫度場傳感器所在位置的實測溫度場測量曲線；

S300.將所述每個溫度場傳感器所在位置的實測溫度場測量曲線按位置順序組合，得到壩體初始溫度場測量曲線；

S400.通過混凝土壩體熱學參數集合計算得到壩體溫度場擬真曲線；所述混凝土壩體熱學參數集合為人工預設值；

S500.對所述壩體溫度場測量曲線進行反演分析，修正初始混凝土壩體熱學參數集合；