[发明专利]混凝土坝块表面放热系数实时反演分析方法

权利要求书

1.一种混凝土坝块表面放热系数实时反演分析方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：在混凝土坝块内及四周预设有若干个传感器，现场自动采集坝块内部和表面温度数据、周围环境温度数据、太阳辐射数据，通过GPRS传输至服务器；

S2：根据坝块信息，将坝块剖分成网格；

S3：计算混凝土坝块内部温度变化参数；

S4：测量坝块表面温度；取坝块表面放热系数的上限值为1200kJ/(m².d.℃)，以坝块表面放热系数的上限值为参数通过有限元计算得到坝块表面温度的计算值；

计算所述坝块表面温度的有限元控制方程为：

其中：T为温度，τ为时间，θ混凝土绝热温升，β为表面放热系数，a为导温系数，T_a气温，I(T)为泛函；

当含冷却水管的情况下，公式(1)中的θ为步骤S3所述的混凝土内部温度变化参数；

对比坝块表面温度的实测值和坝块表面温度的计算值，如果坝块表面温度的实测值和计算值的误差小于0.2℃，则坝块表面放热系数的上限值即为坝块表面放热系数并结束计算，执行步骤S7；

S5：如坝块表面温度的实测值和计算值的误差超过0.2℃，则取干燥情况下保温材料的导热系数和保温材料厚度的比值作为坝块表面放热系数的下限值，以坝块表面放热系数的下限值为参数通过有限元计算得到坝块表面温度的计算值；对比坝块表面温度的实测值和计算值，如果坝块表面温度的实测值和计算值的误差小于0.2℃，则坝块表面放热系数的下限值即为坝块表面放热系数并结束计算，执行步骤S7；

S6：如果坝块表面温度的实测值和计算值的误差超过0.2℃，则以坝块表面放热系数的上限值和下限值为区间，采用插值迭代的方法反复计算至坝块表面温度的实测值和计算值的误差小于0.2℃为止，得到坝块表面放热系数；

S7：跳转步骤S1，执行下一个时间点的坝块表面放热系数反演分析。

2.根据权利要求1所述的混凝土坝块表面放热系数实时反演分析方法，其特征在于：所述步骤S3坝块内部温度变化参数的计算方法如下：

坝块施工期和运行期间，在坝块内部埋置一系列测点，监测坝块内部的温度情况；坝块温度场有限元计算通常分时间域分步计算，当计算到第n步时，有：

如果节点在测点上，那么该节点的测量温度即为测点的温度；如果节点不在测点上，节点b所在的浇筑层如果有m个监测点，监测点的温度为T_cn1、T_cn2……T_cnm，监测点与节点的距离为d₁、d₂、d₃……d_m，节点b的测量温度T_bcn用下式拟合：

其中：i表示监测点的编号；m为监测点个数；T_cni表示第n步计算第i个监测点对应的温度；d_i表示监测点到节点的距离；T_bcn为第n步计算节点b的测量温度；

用有限元计算坝块温度时，内部温度变化参数由表示，计算时对离散化，则有：

其中T_bcn为第n步计算节点b的测量温度，T_bn-1为第n-1步节点b的计算温度。

3.根据权利要求2所述的混凝土坝块表面放热系数实时反演分析方法，其特征在于：所述内部监测点距离坝块表面应在0.5m以上。