岩温对输水隧洞衬砌混凝土应力场影响分析

文中以辽宁省观音阁水库输水工程的输水隧洞衬砌施工为例,利用ANSYS大型通用有限元软件,对输水隧洞衬砌混凝土施工和运行期间的温度应力变化进行了重点分析。通过对设计的四种岩温计算方案下的衬砌混凝土的应力值进行对比分析,阐述了岩温变化对输水隧洞衬砌混凝土结构温度应力场的影响。     

水工隧洞混凝土衬砌裂缝主要原因及预防措施

混凝土衬砌裂缝是水工隧洞常见的缺陷，本文结合国内工程实践，对水工隧洞混凝土衬砌裂缝进行分类，结合典型水工隧洞混凝土衬砌有限元温度徐变应力仿真计算，分析了裂缝主要原因及预防措施。     

水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术研究

水工隧洞衬砌混凝土受到压力和裂缝间距的不确定因素影响,导致裂纹的可控性不好,因此构建一种基于裂缝形成、分布、裂缝宽度和间距联合估计的水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术。基于水工隧洞衬砌混凝土裂缝的开裂位置以及开裂宽度估计,采用预应力检测方法,建立水工隧洞衬砌混凝土温控裂纹估计模型,通过变形、扭转进行形状分析,考虑配筋量、衬砌曲率、内水压力的影响,根据施工进度、温度应力、地质条件、混凝土性能多维参数分析,实现水工隧洞衬砌混凝土的裂缝宽度和间距联合估计,实现混凝土温控防裂。实验结果表明,该方法应用在水工隧洞衬砌混凝土温控防裂中,能准确确定初裂间距,水工隧洞衬砌裂缝宽度计算结果准确,计算负载较低。     

理论分析法求解施工期隧洞衬砌混凝土温度应力

文章推导了理论分析法求解地下混凝土结构(输水隧洞衬砌)施工期温度应力的计算公式,结合对三峡永久船闸输水隧洞衬砌的研究,分析了不同浇筑工况下温度应力的基本规律及相应的工程措施.     

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。     

浅谈隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原因及预防措施——以二道弯隧洞为例

水工隧洞混凝土衬砌是隧洞施工中的重要环节，如果施工过程采用措施稍有不当，衬砌混凝土就会产生裂缝，而衬砌混凝土裂缝不仅影响隧洞的结构稳定，还会因裂缝漏水影响隧洞的运行安全．以二道弯隧洞为例，提出应在施工过程中分析混凝土裂缝产生的原因．采取相应的措施，预防混凝土裂缝的产生。     

外掺ＭｇＯ对水工隧洞混凝土温度徐变应力的影响

ＭｇＯ外加剂的微膨胀特性可以有效补偿混凝土自身干缩及温度变化带来的收缩应力,进而减 少裂缝的产生,近年来多被应用于水利工程混凝土大坝的建设,但是将其应用于地下工程混凝土衬砌的 研究却比较少见。为了探明外掺ＭｇＯ混凝土在衬砌结构温度应力上的补偿效用和规律,基于ＡＮＳＹＳ的 ＵＰＦｓ二次开发对辽宁省某输水隧洞工程进行了长历时的混凝土温度徐变应力计算,模拟了掺加ＭｇＯ和 不掺加情况下隧洞衬砌混凝土的温度应力情况。仿真计算结果表明,掺加ＭｇＯ对水工隧洞衬砌承受的 拉应力具有一定的补偿作用,能够有效改善衬砌的受力情况。     

温度和内水压力对小浪底排沙洞衬砌混凝土应变的影响

小浪底排沙洞是我国首例采用无粘结预应力混凝土衬砌的水工隧洞，根据运行期间混凝土应变计所获得的大量实测数据，对排沙洞衬砌混凝土应变在温度和内水压力影响下的变化进行了分析。结果表明，对于同一衬砌段，端部断面内侧混凝土的温度影响系数aT大于端部断面厚度中部；3^#排沙洞ST3-A段端部断面昕比中部断面小，而ST3-B段正好相反；同一断面位于时钟6：00、12：00位置的口，较大，平均值约为-6．83με／℃；对于同一时钟位置，衬砌厚度内侧水头影响系数aW大于衬砌厚度中部；3^#排沙洞衬砌的aW小于2^#排沙洞。分析结果表明，在温度和水头作用下，衬砌混凝土应变计所在位置的混凝土应力均为压应力，没有产生引起裂缝的拉应力，小浪底排沙洞可正常使用。     

围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度与温度应力的影响研究

为了研究围岩温度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响规律,确保长距离输水隧洞的安全运行,以某水电站无压输水洞为研究对象,采用三维有限元温度场与徐变应力场仿真计算平台,对20、40、60、80℃围岩温度情况下的输水洞施工期及运行期进行仿真模拟.分析围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度场和徐变应力场的影响,并研究了浇筑温度对高围岩温度...     

厚壁衬砌混凝土温度应力仿真分析

隧洞衬砌混凝土厚度相对较小,洞内环境气温稳定、变幅不大,一般认为由温度应力导致衬砌结构开裂的可能性较小,因此采取温控措施的重要性常被忽视。针对衬砌混凝土的裂缝预防问题,以河口村水库泄洪洞厚壁衬砌工程为例,采用三维有限元方法,分析浇筑方式、浇筑温度等因素对衬砌混凝土温度应力的影响。结果表明,降低浇筑温度、采取通水冷却及表面保护措施可以达到温控防裂的目的,衬砌厚度越大,越应对衬砌混凝土温控引起重视。     

尼泊尔TNH水电站引水隧洞衬砌结构计算

通过有限元计算获得隧洞衬砌结构的应力是目前水工隧洞配筋的有效方法,采用Rocscience.Phase2软件进行数值计算,模拟了隧洞在施工完建、正常运行及检修工况的应力及变形,选取控制工况分析衬砌结构的应力分布,并进行衬砌结构配筋及裂缝验算,在满足钢筋应力及混凝土裂缝控制的要求下得出合适的配筋方案。     

苗坑水库工程引水隧洞稳定性及应力分析

输水隧洞经常发生的病害主要为衬砌裂缝,因此对隧洞裂缝进行分析对维护衬砌结构的稳定性至关重要。以苗坑水库输水工程为例,结合断裂力学理论以及混凝土断裂准则,建立输水隧洞衬砌结构稳定性的安全评价方法。依据计算模型,分析裂缝位置及角度对衬砌结构安全性以及稳定性的影响,最终确定引水隧洞的稳定性和应力条件,以此为隧洞支护提供建议。     

输水隧洞衬砌混凝土裂缝处理

水工隧洞衬砌混凝土,受自身混凝土温度、收缩变形及地质水文等因素影响,容易产生裂缝,导致混凝土结构的稳定性下降。文中分析了输水隧洞裂缝产生原因,以及采用化学灌浆法对所产生裂缝进行的处理。还介绍了灌浆工艺及施工要点、主要材料及其性能和灌后效果检查,总结了裂缝处理施工经验。     

水工隧洞衬砌混凝土温控施工技术进步与防裂效果分析——评《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》

正近年来,随着衬砌混凝土技术的不断发展,基于温度变化导致的混凝土裂缝现象得到了一定程度的控制,相比较其它类型混凝土施工项目来说,水工隧洞衬砌混凝土温控施工技术难度大、工艺复杂,在实际项目实施过程中防裂效果并不稳定。《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》(樊启祥、殷亚辉,中国水利水电出版社 2015版)以水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术为主要研究对象,全书共分为十章,第一、二、三张分别就水工隧洞衬砌混凝土裂缝现象、衬砌混凝土近代技术、温     

隧洞衬砌混凝土渗水裂缝处理中无损贴嘴法的应用

对于水工地下隧洞衬砌施工过程中的情况,裂缝是这一环节极为普遍的问题,主要是受内外温差变化,使其形成各种不同程度的收缩而最终导致了裂缝的形成,尤其是在地下水位较高的隧洞会产生以垂直于水流方向的存在的水压渗水裂缝。裂缝的形成大大影响了建筑的使用性能,因而需要采取相应的措施进行处理。基于此,文章根据涌溪三级水库电站引水隧洞混凝土衬砌段局部出现裂缝的情况,对采用无损贴嘴法的处理进行了探讨。     

输水隧洞内压作用下衬砌结构破坏分析

为了避免输水隧洞混凝土衬砌在运行中可能会出现不同程度的开裂破坏现象。为评价衬砌结构安全性,有必要开展输水隧洞混凝土衬砌结构的开裂分析,并揭示其裂缝开展及分布规律。以华东地区汤浦水库有压输水隧洞为例,建立隧洞围岩-衬砌结构非线性有限元模型,研究在内水压力等荷载综合作用下衬砌结构的应力、变形状态,并通过分级加载揭示了衬砌结构在内水压力作用下的破坏模式。研究结果表明:在高内压作用下,混凝土衬砌首条裂缝出现在衬砌结构的几何转角区域;由于受裂缝区域应力释放的影响,后续裂缝开展呈现出近似对称的规律。因此,在衬砌结构设计和安全运行监测时应对结构几何转角区域给予足够重视。     

水工隧洞衬砌混凝土分缝问题刍议

本文对水工隧洞衬砌混凝土分缝影响要素、分缝类型、分缝间距等作了简要分析，并对水工隧洞衬砌混凝土减少产生裂缝的措施提出建议。     

富水地区隧洞衬砌开裂的外水 压力原因分析

某无压输水隧洞在富水地区修建,检修时发现混凝土衬砌出现严重裂缝,与围岩之间存在连续脱空。为此,采用三维有限元法,按照渗流场变化历史对隧洞渗流和应力场进行了模拟计算,结果表明,外水压力可能是造成衬砌开裂的原因,并提出了降低衬砌外水压力和拉应力的处理措施建议。现场监测表明本文的计算方案和成果合理。     

混凝土防渗漏措施在东和平渠隧洞中的应用

水工隧洞在混凝土衬砌完成后,地下周围裂隙水被封闭于混凝土衬砌外,使其形成较高的水头压力,常常会在衬砌混凝土的薄弱部位渗出而影响构筑物的安全使用。本文就输水隧洞出现渗水后的处理及防治措施进行探讨,可供类似工程参考。     

衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响研究

我国属于多地震国家,开展输水隧洞等水利工程设施的抗震性能研究具有重要意义。文章以辽宁省柴河供水工程输水隧洞为工程背景,通过ANSYS有限元分析的方法,对衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响进行数值模拟研究,结论显示提高输水隧洞混凝土衬砌的等级,会使地震应力作用下的输水隧洞应力增大,不利于隧洞本身抗震性能的改善。因此,建议采用C25混凝土进行输水隧洞衬砌施工,同时结合外部抗震带等其他工程措施,改善输水隧洞的抗震性能。