高内水压力隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝控制标准

高压水作用下水工隧洞衬砌开裂难以避免,透水衬砌设计关键是确定衬砌与围岩联合承载条件下的钢筋混凝土衬砌结构受力特征和裂缝控制标准。本文基于压力隧洞衬砌裂缝起裂和扩展特点,分析了传统裂缝计算公式及以数值仿真计算方法的工程适用性,并针对衬砌的主要设计参数进行了裂缝宽度敏感性分析;通过裂缝控制标准解析、数值仿真及工程实际量测的结果对比,提出了衡量衬砌裂缝控制标准的关键依据。研究结果表明,尽管实测裂缝宽度往往大于限裂标准,但多数工程仍正常运行,现行国内外规范的裂缝控制标准过于苛刻,降低了支护结构材料的利用效率,应建立与工程实际相符合的裂缝宽度控制标准。兼顾压力隧洞的工程安全与经济效益,较合理的混凝土衬砌配筋率接近0.9%,衬砌厚度接近800 mm,裂缝宽度控制标准增加至0.35 ~ 0.5 mm。     

软弱围岩中隧洞衬砌裂缝机理分析

本文针对一实际膨胀性围岩隧洞工程中衬砌出现裂缝的现象,应用引进的岩土工程仿真分析软件ＦＩＮＡＬ对隧洞施工期的围岩变形与薄拱片钢筋混凝土衬砌结构的内力、强度特性进行了较系统的数值仿真分析。分析中考虑了围岩本身的膨胀、流变特性,重点探讨了衬砌支护时间和回填灌浆质量对衬砌裂缝的影响。分析结果表明：ａ．该隧洞围岩在运行期受膨胀压力的影响较小;ｂ衬砌支护时间是一重要因素,但在本文条件下仍不是主要原因;ｃ．回     

盾构隧洞复合衬砌的荷载结构共同作用模型

盾构隧洞复合衬砌用于承受高内水压力是一种正在被应用的新型结构,计算这种结构的受力目前还缺乏有效的实用方法。文章采用荷载结构法,分别计算围岩、各层衬砌结构单独承担内水压力时径向位移与内水压力关系,然后根据围岩和各层衬砌径向位移变形协调条件确定复合衬砌各自分担的内水压力。各构件分别承担的内水压力之和即为复合衬砌承担的内水压力,再叠加上隧洞外围岩水土压力所能平衡的内水压力,即为总的能承担的内水压力。用这种方法初步分析了已建的工程和与有限元方法的结果进行了比较,结果较为一致。该方法力学概念明确,计算简便,可为分析这种结构提供一种简便实用的计算方法。     

圆形断面隧洞衬砌内力分布的解析计算模型

隧洞衬砌的内力计算有不同方法，重点讨论了软基土中圆形隧洞衬砌内力的计算方法。根据均质圆形隧洞围岩压力对称周期性变化以及衬砌结构微元体轴向力和弯矩的静力平衡方程，分析得到了衬砌内力的解析表达式。并将解析分析结果与实测结果进行了对比分析。     

引红济石调水工程深埋输水隧洞外水压力计算探讨

外水压力是深埋隧洞衬砌设计中的重要荷载,且往往难以确定,结合引红济石调水工程隧洞排水系统的设计对常用外水压力计算方法进行了探讨,并提出了采用渗流理论简化计算外水压力的有效方法,得出合理的设置排水系统及进行围岩灌浆是减少衬砌外水压力和维持地下水系平衡的有效措施。     

高地温水工高压隧洞结构模型试验研究

为揭示高地温梯度与高内水压力联合作用下水工隧洞围岩的承载特性，在研制完整硬岩多物理场相似材料的基础上，通过温度荷载与内水压力联合加载技术开发，结合声发射的信号监测与空间定位技术，开展大比尺高地温水工高压隧洞的水工结构模型试验，对隧洞围岩的温度场、渗压场、声发射和裂纹发育的动态演化过程进行了测试与分析。试验结果表明，与非高地温条件相比，高地温条件下水工高压隧洞围岩出现水力劈裂所需的临界内水压力明显较低；与非高地温条件下围岩出现少数几条主裂缝不同，高地温条件下围岩主裂缝之间的次生裂缝甚为发育；高地温条件下水工高压隧洞围岩的热-水-力多物理场耦合效应明显，内水压力不变条件下围岩的裂缝扩展与损伤增长呈现非连续阶跃变化特征；高地应力条件下高地温水工高压隧洞水力劈裂位置与裂缝扩展受地应力侧限系数影响较大。     

灌浆式预应力隧洞衬砌和围岩应力分析若干问题的探讨

本文系统地讨论了水工压力隧洞灌浆式预应力衬砌和围岩在各种受力状态下的应力分析方法。对于不能应用叠加原理的灌浆式预应力隧洞在内水压力作用下的衬砌和围岩应力分析,本文提出了层间压力扰动法可资求解。为了适应灌浆式预应力隧洞应力分析,本文根据弹性理论导出了由三个不同弹性常数构成的组合园筒的弹性接触解。     

外水荷载作用下隧洞结构应力解析解

在水下围岩中建造隧洞时，水力场将随着隧洞开挖、树砌等结构形成过程而变化。衬砌与围岩间的接触条件以及村砌是否开裂都对隧洞应力场产生影响。本文模拟隧洞建造过程及村砌的实际工作状况推导了在水力场作用下圆形隧洞的结构计算公式。     

引红济石隧洞钻爆段支护结构优化设计研究

引红济石调水工程为陕西省南水北调重点建设工程,其输水隧洞为该工程的控制性工程。运用新奥法基本原理,利用隧洞开挖揭示地质条件,对前期地质条件揭示不充分条件下设计的一次支护结构和钢筋混凝土永久衬砌进行优化设计研究。通过系统的计算与分析,调整了原一次支护结构,确保了该隧洞钻爆段施工期围岩稳定与支护结构安全,确保该洞段顺利施工,并对钢筋混凝土永久衬砌的配筋量优化,大大降低钢筋量,节约了工程投资。     

水工有压隧洞温度应力的弹性理论计算法

本文详细地分析了水工有压隧洞各种计算温度的方法,并指出了苏联B·H·布尔加娃计算法的不足。本文还应用弹性力学中的弹性接触理论,严密地导得了水工有压隧洞衬砌和围岩的温度应力积分表达式。对于处在稳定温度场的隧洞,给出了计算隧洞衬砌稳定温度应力的解析公式,并为其编制了DS-202型台式电子计算机的程序,以供实际应用。     

广蓄电站水工高压隧洞设计施工的若干问题

本文根据广州抽水蓄能电站建成的高水头、大直径水工隧洞的工程实践,回顾总结设计施工的几个问题,如设计准则、衬砌〈限裂〉设计、外水压力、钢筋混凝土衬砌岔管、斜井衬砌滑模施工、衬砌分缝和止水、引水系统充水和放空操作等。     

大比尺钢衬钢纤维自应力混凝土圆形管道在内水压下的性能试验研究

本文通过模型实验，研究钢衬圆形压力管道的外包钢纤维自应力钢筋混凝土在内水压力作用下的性能，包括荷载-变形曲线，管道的开裂和极限荷载以及裂缝宽度，内水压与钢衬、钢筋、混凝土的应力关系等，并结合试验结果对这种管道的适用性进行分析。实验结果表明，钢纤维自应力混凝土能够显著地提高管道混凝土的开裂荷载，能够达到普通管道的2～3倍；钢纤维和自应力管道外包混凝土的裂缝宽度都有减小的作用。     

高压隧洞衬砌设计配筋研究

引水式电站高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌占整个电站投资比重较大，科学合理的钢筋混凝土衬砌设计对减少工程投资和缩短工期十分有利。本文针对四川金康水电站引水系统较软围岩中高压隧洞钢筋混凝土衬砌的配筋问题进行研究，采用开裂设计原则，有效地减少配筋量，同时又能保证工程安全，提高工程的综合效益。     

发电厂现浇钢筋混凝土框架梁裂缝的原因分析

针对现浇钢筋混凝土框架梁出现裂缝的问题,从设计、施工等诸多影响因素进行分析,找出裂缝原因,提出修补和控制措施。结果表明：（1）裂缝产生原因是钢筋混凝土框架梁支柱的刚度大,梁截面刚度相对较小,形成了强柱弱梁,因而在梁的应力复杂部位产生了收缩裂缝。（2）通过改善约束条件,优化混凝土配合比,加强混凝土振捣等方法,可避免钢筋混凝土框架梁出现裂缝。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁斜截面抗裂计算方法

通过钢筋钢纤维增强部分混凝土梁的试验研究 ,建立了反映钢纤维混凝土层厚影响的斜截面抗裂剪力的计算模型 ,提出了与普通钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维混凝土梁相衔接的斜截面抗裂剪力的计算公式     

静水压力作用下混凝土断裂全过程数值模拟研究

基于起裂韧度扩展准则和Paris位移公式，推导了静水压力作用下混凝土楔入劈拉试件外荷载和裂缝张开位移的理论表达式，采用数值迭代方法计算模拟了裂缝断裂全过程。研究了水压力对混凝土断裂全过程的影响，进一步分析了不同水压力作用下峰值荷载和临界裂缝张开位移的参数敏感性。研究结果表明：采用本文方法计算的裂缝扩展全曲线与试验结果对比较好；水压力和初始裂缝长度影响荷载-裂缝张开位移(P-CMOD)曲线，随着水压力的增加，峰值荷载和临界裂缝张开位移均减小；随着初始裂缝长度的增大，水压力对裂缝扩展全过程曲线的影响更加明显。     

配置碳纤维格栅的大保护层钢筋混凝土梁的裂缝试验研究

为了解决水工结构中大保护层钢筋混凝土构件裂缝宽度较大、耐久性差的问题,提出了在保护层中配置纤维格栅,以降低裂缝宽度和改善其裂缝性能。共制作了12根大保护层钢筋混凝土梁进行四点弯曲试验,其中3根梁未配置碳纤维格栅、另外9根梁配有碳纤维格栅。试验研究了保护层厚度、纤维格栅尺寸、纤维格栅层数等参数对梁开裂过程中裂缝数量、裂缝间距和裂缝宽度的影响,然后在现有规范关于裂缝宽度计算理论的基础上,推导出配置纤维格栅的大保护层钢筋混凝土梁的裂缝宽度计算公式。试验结果表明,配置纤维格栅对限制大保护层钢筋混凝土梁的裂缝扩展具有良好效果,且随着纤维格栅网格尺寸的减小、层数的增加,梁的开裂荷载提高,且最大裂缝宽度和平均裂缝间距显著降低。提出的配置纤维格栅的大保护层钢筋混凝土梁的最大裂缝宽度验算公式的计算值与试验值吻合较好,为纤维格栅的应用提供设计依据。     

温变效应对大体积混凝土结构的损伤开裂分析

根据大体积混凝土受载损伤开裂特性，本文提出了考虑外部温度变化效应的三维损伤开裂非线性有限元分析方法，给出按非线性有限元分析的混凝土裂缝宽度和限裂配筋的估算公式。并采用自行编制的三维有限元程序。     

某输水隧洞混凝土衬砌裂缝后承载能力的分析

某输水隧洞砼衬砌因温度应力引起裂缝,本文主要研究开裂后隧洞的承载能力,特别是一条隧洞运行另一条检修时的钢筋混凝土衬砌承载能力。并对可能的不利承载状况进行分析,以对工程安全运行进行综合评估。