有压引水隧洞温度应力的三维有限元分析

结合有压引水隧洞工程实例,提出基于Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ仿真平台建立围岩和衬砌的整体有限元模 型,模拟对应工况下的材料性质、地质和环境条件。并分析该模型在有、无温度应力的条件下,衬砌的应 力和应变分布情况及相应的极值。研究结果表明:衬砌底部内侧出现拉应力最大值,拉应力较为集中分 布在底部与顶部,衬砌两侧出现压应力最大值。计算结果显示,温度降低产生的拉应力对衬砌结构稳定 性的影响较大,在设计衬砌和配筋时需充分考虑。     

水温影响下有压水工隧洞结构稳定分析

为解决运行期有压引水隧洞温度荷载和均匀内水压力联合作用下的应力计算问题,采用有限元法分析隧洞运行期水温变化所产生的温度应力对衬砌应力场与应力极值的影响,通过ANSYS Workbench进行有限元分析,计算运行期不同水温影响条件下的应力分布情况,并对比了弹性力学法计算的温度应力极值。计算结果分析表明,在隧洞运行期混凝土水化热基本稳定后,水温为温度应力的主导条件,水温升高会增大衬砌径向拉应力。因此,对于夏季高温地区或高水温地区需调整隧洞衬砌的配筋,以适应水温产生的温度应力对隧洞衬砌结构的影响。     

不规则实体堰坝流场及应力场耦合分析

针对现有堰坝稳定计算方法存在模型概化简单,无法准确反映不规则堰坝的流场及应力分布的问题,基于有限元软件ANSYS Workbench,通过引入气液两相流来求解堰坝的表面流场和水压力,将流场计算结果耦合到结构力学分析中实现某不规则实体堰坝的应力及变形分析。计算结果表明,设计洪水位和常水位工况下堰坝压应力均满足地基承载力要求,且堰体内部未出现拉应力;堰坝整体变形分布合理,能很好地反映堰体与基础非连续性的变形情况。该方法可有效地解决堰坝三维形态复杂及表面压力分布不均所带来稳定分析困难,可为堰坝设计提供依据。