混凝土結構溫度分布、溫度梯度、保溫效果以及所在地太陽輻射熱的檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種混凝土結構溫度分布、溫度梯度、保溫效果的檢測方法和混凝土結構所在地太陽輻射熱的檢測方法。該溫度分布的檢測方法包括：在ｎ＋１個測點上設置溫度傳感器；設定時刻測出該ｎ＋１個測點的溫度；根據設定的混凝土結構的溫度分布曲線Ｔ（ｘ）＝ｋ１＋ｋ２ｘ＋ｋ３ｘ２＋ｋ４ｘ３＋…＋ｋｎ＋１ｘｎ、該ｎ＋１個測點的距離、溫度，求出該設定時刻時混凝土結構的溫度分布。該溫度梯度、保溫效果和所在地太陽輻射熱是基于該溫度分布而求出的。本發明專利技術方法可方便快捷地得出混凝土結構的溫度分布曲線、混凝土結構的溫度梯度、混凝土結構的表面散熱系數以及混凝土結構所在地太陽輻射熱，為溫控防裂措施的制定提供直接參考依據。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種混凝土結構溫度分布、溫度梯度、保溫效果和所在地太陽輻射熱 的檢測方法，具體地說，是涉及一種對施工期和運行期的混凝土結構的溫度分布、溫度梯 度、保溫效果以及所在地太陽輻射熱進行檢測的方法。
技術介紹
混凝土為熱性材料，在施工期澆筑后不久，由于水泥的水化反應，溫度不斷上升， 同時混凝土又是惰性材料，內部溫度上升大于表面溫度的上升，形成內外溫差；降溫階段， 表面熱量的散發大于內部熱量的散發，內外溫差進一步擴大。無論在施工期還是運行期，環境溫度的劇烈變化對混凝土結構內外溫差有很大的 影響，晝夜溫差和寒潮襲擊都會加大混凝土結構的內外溫差。內外溫差導致產生較大的溫 度梯度(目前，混凝土結構內某一位置的溫度梯度以該位置的溫度與混凝土結構表面的溫 度之差來估算)，混凝土結構內外收縮不一致，使混凝土結構產生拉應力，溫度梯度越大，拉 應力也就越大。為了縮小內外溫差，減小溫度梯度，目前在施工期間，大體積混凝土結構都 要采取措施進行溫度控制，降低水泥水化引起的混凝土溫度，削減混凝土結構的溫度峰值， 減小混凝土結構的溫度梯度，防止裂縫產生。一般而言，工程主要的溫控措施包括優化混 凝土配合比，如采用低熱水泥、添加外加劑等；改進施工技術，包括表面保溫、內部水管冷 卻、骨料及水泥的預冷、加冰拌合和分縫分塊等。這些溫控措施成功與否直接關系到混凝 土結構是否會產生裂縫、是否處于安全狀態，由此可見，檢測混凝土結構的實際溫度分布情 況、溫度梯度大小和表面保溫效果，無論是在施工期還是在運行期，對制定適時合理的溫控 措施，對混凝土結構的安全評測而言都具有十分重要的意義。傳統的混凝土結構溫度檢測一般是使用點式溫度計，這種溫度計雖有較高的精 度，但是，就實際工程的應用而言，點式溫度計只能檢測某一時刻某一固定位置的溫度，而 不能擬合出某一時刻混凝土結構內任意位置的溫度，不能檢測出混凝土結構內任意位置的 溫度梯度，不能方便地為工程服務。隨著科技的進步，目前，混凝土結構的溫度分布擬合出現了線性插值法和二次插 值法。線性插值法雖然簡單，但是其精度太低，無法應用于實際工程。二次插值法雖然計算 精度高于線性插值法，但是，當混凝土結構處于外部環境遭遇寒潮襲擊或溫度驟變、混凝土 結構內部埋設冷卻水管等情況下時，其也不能很好地擬合出混凝土結構的溫度分布和溫度 梯度，特別是冷卻水管周圍的混凝土結構的溫度分布和溫度梯度。保溫效果可以由表面散熱系數來評價，而目前，在不同的保溫措施條件下，混凝土 結構的表面散熱系數一般是通過經驗公式取得的，而這種通過經驗公式取得的表面散熱系 數很難真實反映出實際工程施工現場混凝土結構的表面保溫效果，給溫控措施的制定帶來 不準確因素。另外，目前，太陽輻射熱大多是根據估算出的溫度梯度數據，通過經驗公式計算得出，在實際工程中可以發現，通過這種方法得到的太陽輻射熱不能夠很好地、真實地反映出 混凝土結構所在地的太陽輻射熱特性，應加以改善求取方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種混凝土結構溫度分布、溫度梯度、保溫效果和所在地 太陽輻射熱的檢測方法，該檢測方法可方便快捷地得出混凝土結構的溫度分布曲線、混凝 土結構的溫度梯度、混凝土結構的表面散熱系數以及混凝土結構所在地太陽輻射熱，溫度 分布曲線、溫度梯度、表面散熱系數可為溫控防裂措施的制定快速提供直接參考依據，太陽 輻射熱可真實地反映出混凝土結構所在地的太陽輻射熱特性。為了達到上述目的，本專利技術采用了以下技術方案一種混凝土結構溫度分布的檢測方法，其特征在于，它包括步驟 步驟一，在n+1個測點上分別設置溫度傳感器，該n+1個測點分別位于混凝土結構 表面以及混凝土結構內的η個不同深度位置上；步驟二，在設定時刻測出該n+1個測點的溫度；步驟三，設定混凝土結構的溫度分布曲線為下式1)T (x) = ki+^x+kgx^^x3+... +kn+1xn 1)，在式1)中，Τ(χ)為在設定時刻時混凝土結構的溫度分布，χ為測點所在位置到混 凝土結構表面的距離，η為大于等于3的正整數，k^k2.....kn+1為設定系數；步驟四，根據n+1個測點的距離、測得的溫度以及式1)，求出各個設定系數k” k2.....kn+1，得到該設定時刻時混凝土結構的溫度分布。一種混凝土結構溫度梯度的檢測方法，其特征在于，它包括步驟步驟一，在n+1個測點上分別設置溫度傳感器，該n+1個測點分別位于混凝土結構 表面以及混凝土結構內的η個不同深度位置上；步驟二，在設定時刻測出該n+1個測點的溫度；步驟三，設定混凝土結構的溫度分布曲線為下式1)T (x) = ki+^x+kgx^^x3+... +kn+1xn 1)，在式1)中，Τ(χ)為在設定時刻時混凝土結構的溫度分布，χ為測點所在位置到混 凝土結構表面的距離，η為大于等于3的正整數，k^k2.....kn+1為設定系數；步驟四，根據n+1個測點的距離、測得的溫度以及式1)，求出各個設定系數k” k2.....kn+1，得到該設定時刻時混凝土結構的溫度分布；步驟五，對式1)求導，得到式7)所示的溫度梯度——= k2-l· 2k3x + 3k4x2 + …..+ nkn+ixn—1 7 )， dx在式7)中，f為在設定時刻時的混凝土結構的溫度梯度。αχ一種混凝土結構保溫效果的檢測方法，其特征在于，它包括步驟步驟一，在n+1個測點上分別設置溫度傳感器，該n+1個測點分別位于混凝土結構 表面以及混凝土結構內的η個不同深度位置上；步驟二，在設定時刻測出該n+1個測點的溫度；步驟三，設定混凝土結構的溫度分布曲線為下式1)T (x) = ki+^x+kgx^^x3+... +kn+1xn 1)，在式1)中，Τ(χ)為在設定時刻時混凝土結構的溫度分布，χ為測點所在位置到混 凝土結構表面的距離，η為大于等于3的正整數，k^k2.....kn+1為設定系數；步驟四，根據n+1個測點的距離、測得的溫度以及式1)，求出各個設定系數kp k2.....kn+1，得到該設定時刻時混凝土結構的溫度分布；步驟五，對式1)求導，得到式7)所示的溫度梯度 在式7)中，f為在設定時刻時的混凝土結構的溫度梯度； 步驟六，將通過式7)得到的設定時刻時混凝土結構表面的溫度梯度γ 代入混 凝土結構表面的邊界條件= -7；。)中，從而得到下式10)所示的設定時刻時混凝土結構的表面散熱系數β 在式10)中，λ為混凝土導熱系數，T0為混凝土結構表面的溫度，Ta0為外部環境 溫度；步驟七，用該設定時刻時混凝土結構的表面散熱系數評價該設定時刻時的混凝土 結構的保溫效果。一種混凝土結構所在地太陽輻射熱的檢測方法，其特征在于，它包括步驟步驟一，在n+1個測點上分別設置溫度傳感器，該n+1個測點分別位于混凝土結構 表面以及混凝土結構內的η個不同深度位置上；步驟二，在設定時刻測出該n+1個測點的溫度；步驟三，設定混凝土結構的溫度分布曲線為下式1)T (x) = ki+^x+kgx^^x3+. . . +kn+1xn 1)，在式1)中，Τ(χ)為在設定時刻時混凝土結構的溫度分布，χ為測點所在位置到混 凝土結構表面的距離，η為大于等于3的正整數，k^k2.....kn+1為設定系數；步驟四，根據n+1個測點的距離、測得的溫本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混凝土結構溫度分布的檢測方法，其特征在于，它包括步驟：步驟一，在ｎ＋１個測點上分別設置溫度傳感器，該ｎ＋１個測點分別位于混凝土結構表面以及混凝土結構內的ｎ個不同深度位置上；步驟二，在設定時刻測出該ｎ＋１個測點的溫度；步驟三，設定混凝土結構的溫度分布曲線為下式１）：Ｔ（ｘ）＝ｋ↓［１］＋ｋ↓［２］ｘ＋ｋ↓［３］ｘ↑［２］＋ｋ↓［４］ｘ↑［３］＋．．．＋ｋ↓［ｎ＋１］ｘ↑［ｎ］１），在式１）中，Ｔ（ｘ）為在設定時刻時混凝土結構的溫度分布，ｘ為測點所在位置到混凝土結構表面的距離，ｎ為大于等于３的正整數，ｋ↓［１］、ｋ↓［２］、．．．、ｋ↓［ｎ＋１］為設定系數；步驟四，根據ｎ＋１個測點的距離、測得的溫度以及式１），求出各個設定系數ｋ↓［１］、ｋ↓［２］、．．．、ｋ↓［ｎ＋１］，得到該設定時刻時混凝土結構的溫度分布。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張國新，郭晨，王振紅，劉愛梅，劉有志，劉毅，趙恩國，
申請(專利權)人：中國水利水電科學研究院結構材料研究所，北京木聯能工程科技有限公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]