堆石混凝土作为一种新型材料 已应用 于水利 、港 口、采矿等诸多工程结构 ，目前 ，对 于这种材料 的应用仍处 于 发展阶段。为深入研究堆石混凝土的热力学特性，根据堆石混凝土结构的特性，建立等效的计算模型，确定堆石混 凝土温度场的数理方程，并获得材料温度场分布的解析解。以一个堆石混凝土结构为例，借助 Matlab的编程工具， 分析 了温度变化特性 。计算 实例表明 ，该解析法可用 于研究堆 石混凝 土材料 温度场 的分布规 律 ，为研究 堆石混凝 土材料 的温度场变化 奠定 了理论基础。 关 键 词 ：堆石混凝土 ；温 度场 ；数理方程 ；解析解 中图分类号 ：TU37 文献标志码 ：A 文章 编号 ：1001—5485(2013)12—0097—04 1 研 究背景 堆石混凝土是将 大粒径 的块 石直接堆放入仓 ， 然后从堆石体 的表面浇筑无需任何振捣的专用 自密 实混凝土 ，并利用专用 自密实混凝土高流动性 、高穿 透性的特点 ，依靠 自重完全填充堆石的空隙 ，形成完 整 、密实 、水化热低 、满足强度要求的大体积混凝土 。 堆石混凝土的施工技术与方法于 2003年获得 了国家专利¨ J，安雪 晖等 针对这一新型材料 开展了基本力学试验研究 。这一新型复合材料与普 通混凝土相 比，具有 水泥用量较 少 ，水化 热温升较 低 ，施工时连续抛石铺填、连续灌注 自密实混凝土 ， 无需碾压或振捣 ，可减少人工结构缝与施工缝 ，因而 加快了施工建设进程 ，降低造价。 根据堆石混凝土 的特性 ，不仅可将其推广应用 在堆石混凝土拱坝 、重力坝、心墙堆石坝和堆石混合 坝等大坝结构形式 中，也可将其应用在围堰 、港 口、 海工 、护坡 、块石胶结充填采矿 等结构形式 中，其应 用前景广阔，目前 已在京郊西山试验坝中获得初步 成功 ，此外 ，还应用于河南宝泉抽水蓄能 电站副坝、 四川宜宾向家坝水电站沉井回填等工程 中 J。 目前 ，采用这一复合材料建坝存在 的主要 问题 是 ：针对堆石混凝土的各种综合性能 比如弹性模量、 收缩 l生能、绝热温升等还需要进一步研究 ；并且针对 堆石混凝土技术的施工工艺同样需要作进一步研究 ， 以便对其进行优化 ，建立更加完备的堆石混凝土施工 方法。因此，这一新型材料应用仍处于发展阶段。 本文立足于堆石混凝土的结构特征 ，建立合理 的数理方程 ，对堆石混凝土结构温度场 的解析解进 行求解 ，为研究堆石混凝土 的温度场变化规律奠定 理论 基础 。 2 问题描述 为了定性地研究堆石 自密实混凝土结构的温度 场分布规律，可以将其近似简化成 图 1的形式求解 热传导问题 ，其中区域 1代表堆石体 ，可视为散热材 料 ；区域 2代表 自密实混凝土 ，可产生水化热 ，引起 自密实混凝土温升 。根据 该结构及其材料 的特点

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