水工隧洞设置减震层作用机理与效果分析

基于水工隧洞围岩、减震层和衬砌的横向作用机制和振动理论,将水工隧洞围岩、减震层和衬砌简化为三自由度振动体系,并推导其运动方程,求解变形传递系数,探讨减震层与围岩刚度比、地震波荷载与结构自振频率比对水工隧洞抗减震特性的影响。在此基础上,分析了不同减震材料参数、不同减震层厚度对水工隧洞地震响应的影响。计算表明:在低频条件下,减小刚度比能够有效降低结构地震响应,在高频条件下,减震效果不明显;设置减震层能够有效缓解衬砌结构受力变形状态,且减震层弹性模量与围岩相差越大时,减震效果越明显;增大减震层厚度能有效减小衬砌结构应力和变形,但减震层厚度超过0.2 m,衬砌受力变化逐渐减缓。     

输水隧洞泡沫混凝土减震层厚度优化计算研究

设置减震层可以有效提升输水隧洞衬砌结构的抗震性能,具有重要的工程意义和价值。此次研究利用数值模拟的方式,探讨分析了泡沫混凝土减震层厚度对输水隧洞衬砌抗震性能的影响。根据计算结果,建议在地震区输水隧洞工程施工设计时采用厚度为15 cm的泡沫混凝土减震层。     

脉动水流诱导复合曲梁振动特性的试验研究

本文试验研究了复合曲梁在不同的诱导流作用下的振动特性，绕流Ｖ型翼、三角块、梯形块产生的三种没的脉动流及强紊流诱导复合曲梁的振动的规律均不同相同，脉动流导下，复合曲梁振动主要集中在其低阶固有频率上；强紊流时，振动则集中于高阶频率上，水充量对复合曲梁振动的振幅与频率在不同的诱导流下不同影响。     

三板溪水电站泄洪洞结构设计探讨

隧洞结构采用复合衬砌结构型式。结构荷载主要考虑围岩压力、灌浆压力、外水压力、自重，衬砌厚度不受内水压力控制，而决定于外水压力。衬砌的工作状态相当于一个受到约束的拱圈。     

外贴钢板加固钢筋混凝土梁有限元分析

对外贴钢板加固钢筋混凝土梁分别建立了钢筋混凝土、胶结层和钢板三个力学模型，即采用相应的材料本构关系和不同的有限单元形式，分析了加固梁的整体性能及胶结层的受力情况。结果表明，加固钢板沿梁长度向的两端部切向应力较大；胶结层的厚度对胶结层的切向应力和加固梁的整体性能影响均较小。     

渠底衬砌形式对输水灌渠内水力特征影响分析研究

为研究沈阳北输水灌渠中渠底衬砌形式对水力特征影响,利用ANSYS-Fluent共同计算分析了不同衬砌形势下水位与流速特征.有衬砌结构下水位稳定性高于无衬砌方案;双层式衬砌方案下以中游断面受来水流量影响更具显著;三层式衬砌方案下平均水位最高,且流量愈大,不同衬砌结构形式间水位差幅愈小.三层式衬砌方案不仅可约束非稳定渗流,...     

带裂缝圆弧曲梁面内振动方程的摄动解析

裂缝将影响曲梁结构的动力特性，为了研究带裂缝曲梁的自振特征，将裂缝模拟成曲梁开裂区微段内的横截面折减，采用窗函数Ｄ表示曲梁的裂缝位置，引入无量纲参数ε，得到带裂缝曲梁全长范围内的质量和刚度表达式，建立了带裂缝曲梁面内振动微分控制方程，采用摄动法求解方程导出了带裂缝曲梁的面内模态频率和振型计算公式。最后用算例分析验证了公式的正确性并分析了不同裂缝参数下曲梁动力特性变化规律，结果表明裂缝深度和宽度与自振频率呈负相关的关系。     

某长廊阻抗式调压室的结构特性及优化分析

结合某水电站调压室所处的地形地质条件，运用三维非线性有限元法，研究两种衬砌厚度方案下运行及检修两种工况长廊阻抗孔式调压室的结构受力特性，揭示长廊阻抗式调压室结构变形与应力分布规律，对调压室结构衬砌厚度进行优化设计。计算结果表明，两种方案情况下通过配置不同数量的钢筋均可以保证调压室运行期的结构安全，建议综合比较两种方案的洞挖石方量、混凝土衬砌量及结构钢筋用量等因素加以选择。     

碾压混凝土坝层内力学参数渐变分析模型

由于碾压混凝土的施工过程和压实机理，激振力和振动加速度等参数沿层深呈指数衰减分布。在此影响下，碾压混凝土的抗压强度、密度等参数同样沿层深逐渐衰减。针对碾压层内力学参数的渐变特性，将碾压层分解成多层结构，用分解刚度法及串、并联模型建立了综合等效参数与层内渐变力学参数之间的转换关系，导出了积分型和离散型两种计算公式。这种渐变模型下的层面特性由碾压层内参数渐变特性及上、下表面参数的差异来描述。对弹性模量、瞬时弹性模量、延迟弹性模量、黏性系数以及渗透系数等力学参数给出了具体的等效变换公式及求解方法，并计算了在不同碾压厚度和不同的各向异性情况下指数分布的具体形态和参数变化规律。     

堵排水方式对秦岭隧洞衬砌外水压力的影响研究

为研究隧洞外水压力对衬砌结构的影响,针对引汉济渭秦岭隧洞的高地下水头特点,采用数值计算分别对无灌浆层和有灌浆层两类情况下衬砌完全不透水、渗透性较低、设置排水孔3种工况进行了研究,分析了不同工况下衬砌外水压力的变化,并以典型洞段的堵排水方案为例,验证了排水孔设计的合理性。结果表明：随着衬砌结构透水性的增强,作用于二次衬砌的外水压力逐渐降低;当衬砌具有一定渗透性而未设置排水孔时,灌浆层渗透系数越小,作用于衬砌上的外水压力越小,且随着灌浆层厚度增加,衬砌外水压力不断减小,渗流量不断降低,当灌浆层厚度达到一定程度后,衬砌外水压力值虽继续减小但降幅明显趋缓;采用围岩灌浆并设置排水孔,可使作用于二次衬砌上的外水压力大幅度减小,且有效降低渗流量。综上,采用围岩灌浆的同时设置排水孔可取得良好效果,使作用在二衬结构外表面的地下水压力水头基本接近于零,达到了设计要求。     

浅谈屈曲约束支撑的安装施工

屈曲约束支撑减震机理明确、减震效果显著、安全可靠、经济合理,可以用于不同地震烈度和抗震要求的结构。它既可用于单层建筑,也可用于多高层建筑;不但适用于新建建筑,还适用于已建建筑的抗震加固和震后修复,因此具有广阔的应用前景。本文针对屈曲约束支撑的性能特点,提出了与之相应的支撑安装施工方法。     

三峡库区典型土石混合体与混凝土接触面大型剪切试验研究

利用大型直剪仪和单剪切仪,对三峡库区典型土石混合体—混凝土接触面力学特性开展了不同试验方法和不同法向应力的剪切试验,对比分析了直剪和单剪试验条件下土石混合体—混凝土接触面的抗剪强度和变形特性,试验表明,界面应力应变特性与试验方法、法向应力水平有关。低法向应力情况下,直剪和单剪试验界面应力应变曲线均表现为硬化型,高法向应力情况下,直剪为应变软化型,单剪为应变硬化型,通过单剪试验结果分析得到了剪切破坏带及其厚度,研究成果能为土石混合体地质体与混凝土结构共同作用分析提供参考。     

水轮机压力脉动诱发厂房振动分析

对于巨型水轮机压力脉动诱发的厂房结构振动，研究了模型水轮机压力脉动的时域和频率特征以及原型与模型问的相似关系；利用动力时程分析法计算了结构在水力激励下的振动反应，分析探讨了压力脉动不同分布特性对振动强度的影响，进行了压力脉动幅值的敏感性分析；最后，借鉴国内外相关振动规程，对厂房振动加以评价。     

吉鱼水电站调压井结构特性及围岩稳定性

运用三维非线性有限元法，分析复杂地质条件下吉鱼露顶圆筒阻抗式调压井的围岩稳定性及结构特性．研究不同的衬砌厚度和围岩变形模量对调压井的结构特性的影响。     

对流-导热作用下寒区水工隧洞衬砌热力耦合分析

寒区水工隧洞在通风条件下产生的温度变化会影响衬砌结构力学性能，进而影响水工隧洞的安全运行。以新疆布伦口水电站水工隧洞为依托，基于现场监测数据，采用有限元法对在不同风温、风速下隧洞不同深度处衬砌结构的热学、力学耦合特性进行深入分析。结果表明：不同风温下水工隧洞洞口衬砌温度低于洞内衬砌温度，洞口衬砌温度变化幅度大于洞内衬砌温度变化幅度；随着通风时间增加，一次衬砌与二次衬砌压应力均先减小后增大，最大压应力均位于拱腰处；不同风速下一次衬砌与二次衬砌最大温差为8.40℃,沿水工隧洞轴向与径向距离的增加，温度逐渐升高，风速、风温影响逐渐减小，最大温度拉应力位于拱腰，一次衬砌为0.12 MPa,二次衬砌为0.32 MPa;在不同风温和不同风速下，一次衬砌与二次衬砌位移均呈水平收缩、竖直隆起趋势。研究成果可为寒区水工隧洞衬砌优化设计提供理论参考。     

桩基码头减震接头技术试验研究

本文对滞回式阻尼减震元件的性能、设与不设减震接头的高桩码头排架进行了试验。结果表明，阻尼比增加，减震排架的自振周期有所延长，动力放大倍数减少，减震效果显著。     

复合衬砌外水压力模型试验研究

为详尽研究复合衬砌外水压力的影响规律,采用自行设计的可拆卸式复合衬砌渗流试验装置,通过改变堵水系统的几何参数、渗透特性以及防排水系统能力等,开展了60,80,100 m三种不同远场高水头环境下复合衬砌堵水与排水系统对衬砌上水压力的影响规律研究。研究结果表明：在全封堵情况下,衬砌上水压力无折减现象,而对于具有一定排水能力的衬砌结构,适当增加灌浆层厚度或减小灌浆层的渗透系数可明显降低作用于衬砌上的外水压力。根据试验数据给出了不同排水面积占比时的外水压力折减系数。研究成果可为实际工程中隧道允许排水量的设计提供参考。     

三峡升船机塔柱结构的抗震优化设计

通过１：１００的弹性相似模型，应用实验模态分析的时域法，识别了三峡升船机塔柱结构的模态参数。利用传统的振型分解反应谱法，初估了塔柱结构的振动位移。经计算机仿真输入地震波，估算了典型节点振动位移与柱顶结点的相对位移时程曲线及其特征值，运用结构动特性的灵敏分析，对原设计进行动态优化设计，估算证明，修改改设计的抗震性能较原设计有较大的改善。     

长期服役下某引水隧洞素混凝土衬砌力学性态研究

东江水源某引水隧洞于2002年竣工验收，服役年限超过了20年。隧洞衬砌已经出现裂缝、脱空等病害，严重威胁结构安全。因此，对该长期服役的素混凝土衬砌进行安全稳定性分析，保证其安全运行，具有重大的工程价值。为此，依据现场回弹检测数据，采用三维有限差分法开展力学性态分析。结果表明：隧洞衬砌受力未超过混凝土强度推定值，但拱脚出现应力集中，存在一定安全隐患；衬砌整体以受压为主，底板和拱肩受拉较为严重，变形最大值出现在底板部位；衬砌受力特性差异的控制因素是衬砌厚度、地应力以及灌浆情况。计算结果体现了长期服役的素混凝土衬砌力学特性规律，和现场勘察与历年停水检修病害情况结果一致。     

高地温引水隧洞隔热支护结构温度及应力特性分析

以解决高地温特殊环境下引水隧洞支护结构隔热保温问题及优化支护结构设计为目标,研究高地温引水隧洞不同隔热支护结构聚苯乙烯泡沫聚苯板(EPS)、聚苯乙烯泡沫挤塑板(XPS)的温度分布规律及受力特性,以新疆某水电站引水隧洞为研究对象,基于隧洞现场监测试验成果,采用有限元软件对支护结构的温度场和应力场进行模拟。结果表明:采用隔热层能减少温度对围岩和支护结构温度分布的影响;高地温隔热支护结构中隔热选材必须具有良好的保温隔热性能和一定的强度;EPS板两侧温差比XPS板两侧温差大2.11℃;相较XPS复合衬砌和普通混凝土衬砌, EPS复合衬砌内外温差最小,EPS复合支护结构隔热性能最好;三种衬砌结构拱顶处环向应力均最大,相比之下EPS复合衬砌环向应力最小,其值为0.40 MPa,EPS复合支护结构受力特性最好。对比分析结果表明,支护结构隔热选材上EPS板性能优于XPS板。