大体积混凝土结构常见于水利水电工程中,与一般结构体相比,其具有浇筑体积较大、水泥用量多、散热不易等特点,因而对热荷载更为敏感。大体积混凝土结构在浇筑成形过程中,水泥水化热导致结构内部温度急剧升高,极易使混凝土形成损伤;另外,浇筑完成后的早初期,混凝土力学性能较低,结构承载能力较差,外界极端的气候条件也可能对混凝土造成损伤。研究表明,损伤积累与发展会导致结构宏观裂缝,危及混凝土结构的安全性、耐久性。因此,研究热荷载所导致的大体积混凝土损伤具有非常重要的意义。本文从混凝土损伤出发,针对大体积混凝土结构热损伤问题展开针对性研究,主要做了以下几方面的工作:(1)根据目前国内外混凝土损伤理论研究历程及进展,归纳总结混凝土结构热损伤研究现状,对比分析几种常用的混凝土损伤模型优缺点,并以指数函数损伤模型为基础,建立了指数函数热损伤模型,给出其损伤演化方程。(2)根据热传导理论及有限元方法建立温度场与温度应力场有限元计算方程;在大型商业有限元计算软件ANSYS平台上,运用APDL语言编制计算混凝土浇筑块温度场与温度徐变应力场的有限元计算程序,并对该混凝土浇筑块进行为期一年的仿真分析;将仿真计算结果导入Tecplot 360中进行数据分析和可视化处理,绘制不同时刻典型剖面温度及应力等值线图、典型点温度历时曲线图,得出混凝土浇筑块温度场及温度应力场的分布规律。(3)针对混凝土浇筑块这一大体积混凝土,采用全解耦方法求解结构热损伤;设计求解步骤,依据具体步骤,利用MATLAB数值计算软件编制相应程序,计算该大体积混凝土结构计算周期内所有节点的等效应变量、损伤量;将计算结果导入Tecplot 360中进行数据分析和可视化处理,绘制关键位置热损伤包络线图,并将典型时刻结构体不同位置的损伤量列表,得出混凝土浇筑块在考虑热荷载的情况下,其损伤场分布特征与规律。