关键词：大体积混凝土温控计算；网格浮动法；大型有限元软件；有限元计算程序

关键词：大体积混凝土温控计算；网格浮动法；大型有限元软件；有限元计算程序

1 浮动网格法的介绍
1.1浮动网格法的基本原理［1，2］

大体积混凝土浇筑块的特点是：水平结构尺寸比较大，一般在15~60m之间，甚至更大，而层厚比较薄，一般在2m以下，碾压混凝土的层厚一般只有0.3~0.5m。由于浇筑层顶面向空气散热、底面向基岩传热，并且各层的浇筑时间不同，即混凝土的龄期不同，因而在同一时刻不同浇筑层的水化热温升、弹性模量和徐变度各不相同，所以在浇筑初期，每个浇筑层内沿厚度方向的温度和应力梯度都比较大，为了保证计算精度，必须对每个浇筑薄层分别划分有限元计算网格进行仿真计算。在目前条件下，要用有限元方法逐层计算数百层的碾压混凝土坝的施工期及运行期的温度应力耗费的时间是相当长的。但是计算和经验表明，对于碾压混凝土，当同一升程内（连续浇筑的若干薄层）的各薄层混凝土最小龄期达到预定龄期（如28d）后，其水化热温升、弹模和徐变度已基本接近，温度和应力梯度变化不大，可以将这些薄层单元合并为厚层单元，合并后的厚层单元取薄层单元的平均龄期，近似按均质单元进行计算，而上部新浇筑的混凝土层仍采用薄层小单元进行计算。这样，尽管碾压混凝土大坝浇筑层数达数百层，但随着坝体的逐渐升高，混凝土龄期逐渐增长，下面各浇筑层浮动为较大的厚层单元，因而可以大大减少坝体计算规模。

1.2浮动网格法在计算编程中通常采用的方法及在不均匀剖分时面临的困难

浮动网格法在实现计算机编程中通常采用的方法是：首先将要研究的坝段根据实际的施工进度，将连续浇筑的同一升程内的若干薄层在y方向（坝高方向）处理为厚层单元，前处理时按坝体合并后的厚层单元在x、z方向均等剖分生成单元节点信息，作为已知数据文件，计算过程中薄层小单元的节点信息由厚层单元节点信息通过计算生成。均等剖分见图1。由于厚层单元的结点信息为已知，现在详细的介绍一下

浮动网格法在实现计算机编程中通常采用的方法是：首先将要研究的坝段根据实际的施工进度，将连续浇筑的同一升程内的若干薄层在y方向（坝高方向）处理为厚层单元，前处理时按坝体合并后的厚层单元在x、z方向均等剖分生成单元节点信息，作为已知数据文件，计算过程中薄层小单元的节点信息由厚层单元节点信息通过计算生成。均等剖分见图1。由于厚层单元的结点信息为已知，现在详细的介绍一下

图1 图1 图1 图1 图1

薄层单元结点坐标值的计算。均等剖分时，对于每一浇筑层而言，z方向的长度等于坝段的计算长度，是已知的，在z方向，每一个单元的尺寸等于坝段的计算长度除以该层在z方向的单元总数，每个单元在z方向的尺寸为一常数，则每个单元结点的z坐标值通过累加这一常数便可求得。

每一浇筑层x方向的总长度可根据坝体断面已知的几何形状参数（如坡比、底宽、顶宽等）算出，在x方向，每一个单元的尺寸等