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1.
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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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
3.
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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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
6.
在总结分析现有浅埋盾构隧道管片设计模型的基础上,结合TBM施工深埋水工隧洞的特点,采用ANSYS进行了深埋水工隧洞管片衬砌的有限元模型分析,得出了不同模型下管片变形和内力分布,并对计算结果进行了比较和解释,最后推荐了深埋水工隧洞管片衬砌的计算模型,为工程设计提供借鉴。 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
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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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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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《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
11.
《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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运用三维有限元分析方法,对围岩采用增量变塑性刚度法进行迭代计算,通过对某水电站调压井结构的受力分析探讨衬砌体形结构的优化问题。通过对调压井衬砌加高前后衬砌和周边围岩受力情况的对比,分析了由于高内水位造成调压井顶部发生内水外渗并在调压井周围形成非稳定渗流场的条件下,衬砌加高对于衬砌自身受力和井壁周边围岩稳定的影响;并通过对内水工况下衬砌厚度减薄前后衬砌的受力研究探讨了衬砌厚度减小的可能性。计算结果表明,在衬砌分别加高和减薄情况下,衬砌和周边围岩的受力状况良好,衬砌体形结构的优化是可行的,对类似工程具有一定的借鉴意义。 相似文献
14.
金安桥水电站下闸蓄水后，陡升的库水位将对导流洞结构稳定造成不利影响。为保障堵头封堵前的导流洞结构稳定性，运用三维弹塑性损伤有限元，在模拟进水口边坡及导流洞开挖支护的基础上，计算汛前下闸水位时的岩体渗流场，对导流洞围岩和衬砌在岩体渗流作用下的结构稳定性进行复核分析。分析结果表明，导流洞的围岩稳定性在蓄水后仍有保障，衬砌结构受力较小，现有环向配筋满足结构内力要求，但在进水口变截面和导流洞变截面部位沿水流方向的拉应力较大，使得衬砌出现开裂。进一步分析表明，上述区域的开裂范围有限，对整体衬砌结构影响较小。 相似文献
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断面形状对隧洞围岩稳定性的影响分析 总被引：3，自引：0，他引：3
采用ANSYS软件分别对圆形断面、矩形断面、直墙圆拱形断面、蛋壳形断面形状的水工隧洞开挖进行了有限元分析计算。通过各种断面隧洞开挖后的位移、应力和塑性区的分析,对四种断面形状进行了优选。结果表明：圆形断面隧洞洞顶出现的沉降量最小,洞周应力分布均匀,出现的最大拉应力最小;矩形隧洞洞周围岩的沉降值和最大拉应力最大,应力集中程度和塑性区范围也最大;蛋壳形隧洞的洞周位移应力值和塑性区范围仅次于圆形隧洞。综合考虑隧洞的使用空间、造价等因素后,认为蛋壳形断面是最合理的隧洞断面形状。 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
17.
张铁牛 《中国农村水利水电》1992,(2)
大中型灌区中的输水工程多建于60年代和70年代,由于设计、施工不当和工程老化等原因,构件断裂破坏现象常见于预制块衬砌的无压输水隧洞中。一些大中型灌区,输水隧洞已经破坏,仍要继续担负灌溉输水任务,故必须进行除险加固处理。但近年来水利投资较少,被破坏的隧洞改造处理是一个比较棘手的问题。本文就某大型灌区—输水隧洞的破坏情况进行分析,对装配式衬砌无压输水隧洞的结构设计和被破坏隧洞的处理提出浅见 相似文献
18.
《中国农村水利水电》2015,(11)
抽水蓄能电站是电网调控的重要手段,其引水发电系统多采用高压隧洞和地下厂房的开发形式。高压隧洞特别是岔管区围岩在高内水压作用下面临着水力劈裂、内水外渗等问题,对工程的安全和正常运行造成巨大威胁。针对阳江抽水蓄能电站,采用排水孔子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),分析和研究高压隧洞岔管区渗流场分布特征以及运行期防渗排水措施对渗流场的影响,并对主要结构面的渗透稳定性进行了评价。计算结果表明:在设计方案的防渗排水措施下,高压隧洞的内水外渗量得到了有效控制(约为22.2L/s),钢衬外水压力显著降低,主要结构面的渗透坡降在允许范围内,因此该设计方案是合理、有效的。 相似文献
19.
邓学让 《中国农村水利水电》1998,(3):22-23
软弱围岩隧洞在设计上采用钢筋混凝土装配式预制构件衬砌的方式近年来越来越多，但在施工上还一直没有形成一套较完善的衬砌安装方法。现介绍一套适用于不同洞径的预制构件衬砌安装台车组，为今后同类隧洞的建设提供一种参考方法。 相似文献
20.
《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