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1.
在考虑岩石材料弹塑性的基础上,采用ANSYS建立了模拟深埋TBM隧洞结构的三维有限元模型,采用程序的单元生死功能模拟了TBM施工的开挖过程;分析求得了深埋隧洞围岩变形的分布模式,并且进行了开挖后围岩的应力分析和管片衬砌的实际受力数值模拟,分析说明了开挖后围岩的稳定性和衬砌结构的安全性;数值计算得出的一些有意义结论,对深埋隧洞工程的安全设计和施工、运行具有指导意义。 相似文献
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衬砌是保证水工隧洞安全运行的重要组成部分,衬砌与围岩联合工作,达到共同承载、增加围岩稳定性等作用,如何建立模型对其长期运行性态进行监控是值得探讨的.以某引调水工程水工隧洞为例,采用现场实测钢筋应力资料建立了水工隧洞衬砌钢筋应力的混合模型,应力的内水压力分量由结构计算获得,温度和时效分量由统计方法获得.所建立的模型能较好... 相似文献
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《中国农村水利水电》2019,(12)
针对高压水工隧洞普遍采用的透水衬砌设计原则,总结了钢筋混凝土衬砌不同阶段的承载行为和损伤演化,模型能够描述损伤开裂后钢筋与混凝土之间的黏结滑移行为,通过耦合计算的方式分析了内水压力增加过程中水工隧洞衬砌的损伤演化过程及渗流场和围岩破坏区的分布形式。结果表明,考虑损伤开裂后部分内水压力由衬砌转为围岩承担,导致围岩破坏范围增大;考虑黏结滑移的刚化效应,开裂后的衬砌更不容易产生新的裂缝,符合水工隧洞的实际规律。 相似文献
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采用复变函数方法提出了一种求解双层衬砌圆形水工隧洞的解析方法。建立的模型基于围岩与初衬、初衬和二衬（完全接触）之间的相互作用，并考虑了内水压作用和支护延迟效应。根据预设的边界条件，基于位移协调和应力连续，建立求解相关解析函数系数的方程，然后利用具体的解析函数，可以求解围岩、初衬和二衬任意位置的应力分量。通过与数值解的比对，证明所提出的解析方法是正确、有效的。最后从控制水工隧洞运行内水压、互换衬砌弹模以及控制衬砌厚度三个角度进行了参数分析，探讨了影响衬砌应力分布的因素和结果。揭示了双层衬砌水工隧洞的荷载传递机理和规律，为衬砌防护工程的前期设计和施工提供了理论依据。 相似文献
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将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解.以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响.算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著.隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值.对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定.对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小. 相似文献
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将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解。以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响。算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著。隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值。对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定。对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小。 相似文献
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《中国农村水利水电》2018,(11)
隧洞施工中,混凝土衬砌是制约工期和保证质量最为关键的一道工序,对于特长隧洞尤为重要。以某重点供水工程为研究背景,着重对水工隧洞衬砌混凝土的配合比进行优化研究,通过设计、调整、试配和优化,配制出了满足施工技术指标要求的混凝土,确保了隧洞衬砌混凝土的质量。同时,通过优化有效地节约了水泥等胶凝材料用量,节省了工程成本。 相似文献
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《中国农村水利水电》2017,(12)
水工隧洞大多采用城门洞形和圆形断面,城门洞形底部一般为平板。实际工程中,施工期温度裂缝大多发生于城门洞形结构的边墙和圆形结构的边顶拱,底板和底拱的裂缝较少,差异明显。基于三维有限元软件ANSYS,以乌东德水电站发电洞为研究对象,对不同结构形式衬砌混凝土施工过程中的温度场和应力场进行仿真计算,研究了衬砌混凝土温控特性。结果表明,结构形式和长度对衬砌混凝土温度场影响较小,对应力场和抗裂安全系数影响较大;结构长度相同,曲率越大,拉应力值越大,抗裂安全系数越小;结构形式相同,结构长度越长,拉应力值越大,抗裂安全系数越小。研究成果为水工隧洞衬砌混凝土施工期温控防裂设计和施工提供了重要参考。 相似文献
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以ANSYS软件为平台运用现代岩体力学模型即围岩-结构共同作用模型对西沟水电站引水隧洞围岩与衬砌之间的作用进行了有限元仿真分析,通过计算结果得出结论隧洞上拱和下拱的交接处,此处最容易遭到破坏,建议将锚杆预留端头与混凝土衬砌中的钢筋焊接或绑扎在一起,必要时增加一些短插筋,同时对围岩进行固结灌浆。并通过此工程实例计算结果可以得出结论,原则上任何情况下的隧洞都可以用此法求出围岩与支护结构的应力和位移状态。 相似文献
11.
利用ANSYS有限元软件对大岗山水电站尾水隧洞进行地震反应数值模拟,采用振型反应谱法,考虑了隧洞正常运行充水工况下的地震反应。模型为二维平面模型,采用plane 42单元划分网格,两侧宽度和底部厚度分别为隧洞宽度和高度的10倍,围岩类别为Ⅲ类,衬砌为C20混凝土,两侧和底边边界采用法向固定约束,在此基础上分别计算不同类别围岩下、衬砌弹模变化的情况下以及固结灌浆对衬砌应力和变形的影响。结果表明围岩类别的变化对衬砌应力和变形有较大的影响,而衬砌弹模变化或固结灌浆时,衬砌应力和变形的变化相对较小。根据计算结果提出一些建议措施。 相似文献
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输水隧洞衬砌混凝土施工期温度观测与应力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究输水隧洞衬砌混凝土施工期的温度和应力变化规律，根据罗斯法水利枢纽输水隧洞衬砌混凝土边墙的温度观测成果，采用嵌固板理论对衬砌的混凝土边墙的温度应力进行了简化计算分析。得出了特殊点温度历时曲线和典型点应力历时曲线，并对衬砌混凝土的温度控制提出了一些有益的建议。 相似文献
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长距离大流量城市取水工程广泛采用输水隧洞的结构形式,而输水隧洞多采用钢筋混凝土衬砌。钢筋混凝土结构较好地利用了钢筋的抗拉和混凝土的抗压性能。但在施工期和运行期,由于设计、施工、运行等方面考虑不足会因种种原因导致衬砌出现裂缝,从而对结构安全性、耐久性造成不利的影响。通过对典型隧洞运行期大量观测资料的统计分析和三维有限元仿真模拟,揭示了隧洞衬砌温度场分布及温度应力变化,进一步阐述了温度变化对衬砌混凝土裂缝的敏感性影响,提出了水工隧洞建设期和运行期温控防裂的关键问题及基本思路,对类似工程具有一定的参考价值。 相似文献
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抽水蓄能电站建设中的尾水隧洞开挖可能引起的周围地下环境的变化,在水文地质条件和工程地质特征的分析的基础上,研究了文登抽水蓄能电站工程区地下水分布特征和平硐、尾水隧洞开挖引起的强排水特征,概化出工程区水文地质概念模型,建立了工程区地下水三维非稳定渗流模型。采用求解有自由面渗流场的改进的截止负压法、改进的排水子结构法、管道子结构法和预处理共轭梯度法等理论对文登抽水蓄能电站平洞开挖和尾水隧洞开挖（衬砌后）不同施工阶段的非稳定渗流场进行了数值模拟分析。研究了尾水隧洞开挖（不衬砌）后、尾水隧洞开挖衬砌后这两种方案下地下水渗流场动态变化过程及对周围地下水环境的影响。计算结果表明：①平硐和水道系统开挖对研究区地下水位下降有着直接的影响,且影响较大。②尾水隧洞衬砌300d后,地下水流场基本恢复至稳定状态。 相似文献
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《中国农村水利水电》2019,(9)
岩石的拉伸、拉伸剪切破坏是工程中常见的破坏类型,基于Hoek-Brown准则研究提出一种模拟岩石拉伸、拉剪破坏的有限元计算方法。首先,结合岩石室内试验数据分析,Hoek-Brown准则可以很好地描述岩石拉伸、拉剪的力学性质。同时,鉴于岩石拉伸、拉剪破坏大都表现出脆性破坏的特征,可采用脆塑性本构模型近似模拟这种变形破坏。接着,推导给出Hoek-Brown准则的脆塑性本构模型有限元实现过程,将其嵌入有限元计算软件ABAQUS中。然后,对室内试验进行有限元模拟,模拟曲线与试验数据拟合良好,证明Hoek-Brown准则的脆塑性本构模型可以正确反映岩石拉伸、拉剪等破坏特征。最后,将所建模型应用于某输水隧洞工程,针对特征断面分析仅采用管片衬砌的可行性,为工程的衬砌设计提供指导。 相似文献
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阐述了嵌固板温度应力计算原理。利用嵌固板理论计算了三峡水利枢纽永久船闸输水系统隧洞衬砌NY9、NY10结构段的温度应力，并与实测结果进行了对比分析。结果表明，只要满足基本条件，利用嵌固板理论计算隧洞衬砌施工期温度应力并进而制定温控措施是可行的。 相似文献
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引水隧洞渐变段位于隧洞进口段,埋深较浅,地质条件较差,其安全稳定问题是工程中的重要课题。针对大岗山水电站引水隧洞进口渐变段,采用三维有限元方法,计算分析施工期围岩开挖稳定问题,以及施工期、运行期、检修期和高水击作用等工况下衬砌的应力分布情况,并针对外水折减系数和围岩力学参数进行敏感性分析。计算结果表明,在开挖过程中洞室围岩能够保持稳定;在高水击作用工况下,衬砌受到最大的拉应力作用,是控制性工况;外水折减系数对衬砌应力分布影响较大。 相似文献
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《中国农村水利水电》2016,(1)
针对复杂隧洞衬砌结构,提出了基于数值分析的内力求解和配筋方法。首先,给出了分析与围岩接触的复杂混凝土结构受力的三维有限元方法,并考虑围岩与衬砌联合承载,提出了荷载分配系数的计算方法。其次,采用基于有限元分析的应力图形法配筋:通过结点应力插值生成问题域内应力场;在自动生成的配筋截面上积分以计算内力;基于修正的内力结果在配筋截面上进行配筋计算并输出图形。最后将该方法应用于某引水隧洞的衬砌结构分析与配筋,说明了该方法的有效性。 相似文献
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对东风渠灌区隧洞工程的破损现象进行了分析，并提出了相应的整治加固措施。采用初始参数数值解法，对隧洞的衬砌结构进行了计算，得到一些结论，并对隧洞的设计、施工、管理提出了一些合理的建议。 相似文献
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采用弹塑性有限元分析方法对导流隧洞开挖、支护、运行以及最后封堵的全过程进行了较为全面的仿真计算分析,给出了围岩和混凝土衬砌结构的位移、应力分布等,根据计算结果提出了导流洞结构的设计原则和工程处理措施,基本上解决了高外水条件下隧洞设计的难题. 相似文献