Thermal analysis of roller compacted dam (RCD) concrete is important because of the adiabatic temperature rise due to the low thermal conductivity of concrete. In mass concrete such as in dams the temperature conditions are non-uniform. Consequently thermal stresses are developed even in the absence of external constraint solely because of the incompatibility of the natural expansions or contractions of the different parts of dam. Convective heat loads on the exposed surface and solar radiation leads to seasonal and daily temperature variations. It is important to predict the stress level due to temperature gradient in the accurate design of RCD considering the aspects of the maximum stress limitation of concrete and the durability of construction. Recent enhancement on finite element solution methodology has shown considerable power and versatility in case of heat transfer problem. The heat conduction equations and thermoelastic problems are difficult to solve analytically, Hence a finite element method was used for this analysis. A computer aided three-dimensional finite element program was used for layer wise analysis of the H-dam of Iwate prefecture. We consider the dry reservoir condition for analysis.

　The finite element method represents a numerical solution of the problem. The unsteady temperature distribution and the thermal-stress conditions for different stages of construction as well as the placing temperature and placing interval of lifts were discussed. The process of early age hydration of cement released heat that raised the temperature of concrete. The maximum temperature in RCD test block was found to occur at a minimum of 2.5 days. The placement temperatures of the blocks were chosen 3 degree Celsius above the respective atmospheric temperature since the hydration reaction of cement was dependent on the temperature. It was found that after a maximum of 7 days the temperature of the upper surface of the test block reached the equal maturity level of the next upper block. The observation was done on the single test block separately and then the result was compared with the analysis during the stage-wise construction of the entire dam. The temperature rise of RCD did not exceed the final stable temperature by more than the allowable temperature drop of 10-degree Celsius. Very high temperature conditions could reduce the ultimate strength and could increase the tendency to crack.

　As the temperature arose from the early age hydration could not get out instantly from inside the RCD because of the low thermal conductivity of concrete, there were a non-uniform expansion and contraction due to the massive structure of the dam. This contributed to the thermally induced stresses. The stress at first mainly became compressive. This lasted until the RCD began to cool after the hydration process was finished, and the heat in the dam body was released toward the atmosphere through the upstream and downstream faces and the foundation rock. However, up to October 1997 it was found that there was still compressive stress inside the RCD block. It was due to the greater distance of the RCD block from the exposed surfaces. When the temperature dropped, the longitudinal stress in RCD turned progressively from compression to tension。 This phenomenon was faster for the upper elevations, because of higher surface-to-volume ratio. However, the upstream and downstream faces and the bottom lifts also went into tension very quickly because of the heat loss toward the atmosphere and foundation rock.

　The resulting stress conditions obtained from analysis as compared to the established value showed that the maximum thermal stresses inside the dam were well within the safety limit to avoid potential cracks. The thermal analysis procedure included consideration of heat generation due to hydration, conduction, convection and solar radiation, as influenced by atmospheric temperature. The finite element analysis procedure was found to be effective and of practical applicability in predicting the stress level induced by thermal variable loads in RCD structures.

　ローラーコンパクトダム(ＲＣＤ)コンクリートにおける温度解析は施工の合理化，効率化を図る上で重要である。マスコンクリートの温度解析をする上でコンクリートの熱伝導による断熱温度上昇の把握が不可欠の要素である。ダムなどマスコンクリートでは施工中の温度条件が不均一であり，躯体が膨張する場合，隣接する部分からの拘束によって，外力がなくても温度応力が生じる。同様に太陽の放射による温度の季節変化，日変化は躯体表面に荷重となって作用する。ＲＣＤの設計において温度勾配による応力を予側することが重要になる。熱伝導方程式および熱弾性問題を解析的に解くのが難しいゆえに，有限要素法がこれらの解析に利用されるようになった。有限要素法の最近の発展は熱移動問題に対してかなりの有効な解析を可能にした。コンピュータによる３次元有限要素解析プログラムが本研究におけるダムの温度応力解析にも利用された。有限要素解析によって上述の温度応力問題の数値解を導くことができ，実際のダム（岩手県Ｈダム）に適用して，打設リフトごとの施工中の非定常温度分布を明らかにすることができた。

　若材齢におけるセメントの水和作用はコンクリートの温度上昇をもたらす。本研究で調査したブロックの1例では最短2.5日で最高温度に達することがわかった。セメントの水和作用反応は温度に依存しているので，解析対象ブロック上面の境界条件は打設前の平均気温とした。また対象ブロック下面の境界条件は下部リフト上面の温度とした。それらの境界条件に複数のブロックで観測した値を用いて解析した。その結果をみると対象ブロックの温度上昇は10℃で，許容範囲にあった。また温度降下後の変動がおさまった温度も許容範囲にあった。

　大きい温度差は，躯体が収縮するときに，ひび割れを生じさせる傾向がある。はじめは主として上部の岩着部でダム軸方向の圧縮応力があった。この応力は水和作用が終わった後，躯体が冷え始めたときまで存続した。熱は上流面，下流面および上面を通して大気中へ放熱された。しかし打設後10ヶ月までは対象ブロック内にまだ圧縮応力が残っていることがわかった。これは対象ブロックが大気にさらされた表面から遠い距離だったことによる。温度がさらに降下がすると，岩着部の応力は圧縮から僅かではあるが引張へと次第に反転した。既往の研究による値に比べて本研究の解析から得られた最大温度応力は小さく，クラックが生じない範囲にあることを示した。気温に影響される水和作用，熱伝導，対流および放射を考慮した熱問題の解析の考察が行なわれた。以上のように有限要素解析が有効であり，温度応力を予測する場合には実用的であることも確認できた。

　これらの結果に基づいて，上・下ブロック（リフト）の打設間隔と打設の層厚についての検討を行い，ＲＣＤ施工の効率化を考察した。

　転圧式コンクリートダム（ローラーコンパクトダム，以下ＲＣＤ）のコンクリートにおける温度解析は施工の合理化，効率化を図る上で重要である。またマスコンクリートの温度解析をする上でコンクリートの熱伝導による断熱温度上昇の把握が不可欠の要素である。ダムなどマスコンクリートでは施工中の温度条件が不均一であり，躯体が膨張する場合，隣接する部分からの拘束によって，外力がなくても温度応力が生じる。それゆえＲＣＤの設計において温度勾配による応力を予側することが重要になる。

　有限要素法の発達によって熱移動問題に対しての有効な解析が可能になり，本論文では３次元有限要素解析プログラムによってダムの温度応力解析がなされた。解析対象ブロックの境界条件は，上面では打設直前の平均気温とし，下面では下部リフト上面の温度とした。それらを複数のブロックで観測した値を用いて解析した。解析の結果，１リフトが0.75m(以下)の場合，ブロック内部の温度上昇は境界に対し，いずれも10℃以下で，許容範囲にあった。また温度が降下し，変動がおさまった時点での温度も許容範囲にあり、その変動による温度応力によって躯体にひび割れを生じないことがわかった。