地热输水隧洞衬砌结构受力特性及稳定性研究

青海贵德盆地存在的地热资源使得拉西瓦灌溉工程3~#隧洞产生高地温现象(实测空气温度34℃),灌区往复通水产生的高温降严重影响衬砌结构的稳定性。为此,采用三维有限差分法,结合现场监测试验数据,对该隧洞施工期和运行期衬砌结构的受力特性及其稳定性进行了研究。结果表明:较大的拉应力值使衬砌结构产生裂缝,不利于衬砌结构的稳定性;施工期衬砌结构产生纵向裂缝,运行期衬砌结构产生环向裂缝,其中有压洞易同时产生纵向裂缝;施工期6 m段衬砌结构在两端位置处产生裂缝,9 m段在中间位置处产生裂缝;运行期3 m、6 m、9 m段衬砌结构在中间位置处产生裂缝,12 m段容易在两端1/3位置处产生裂缝;衬砌分缝长度较短时,衬砌结构总体受力情况较好;工程采用分缝长度为6 m段衬砌结构,加配环向钢筋,取得较好成效。该研究成果可为未来在黄河谷地地热资源丰富地区开展相关工程提供技术支持。     

输水隧洞衬砌受力有限元分析

采用三维非线性有限元法对输水隧洞的开挖进行数值模拟,并对多个工况下衬砌受力情况进行分析。验证了设计方案的可行性,为施工提供了可靠依据,为保证隧洞衬砌结构施工和运行期的稳定性提供了有效方法。     

ABAQUS在输水隧洞衬砌结构计算中的应用

为研究输水隧洞在地震荷载作用下结构的受力变形规律,文章采用大型有限元软件ABAQUS,对输水隧洞在设计和地震两种工况下的应力及变形规律进行分析研究,得到以下结果:输水隧洞衬砌结构在两种工况下应力最大值均位于边墙与底板的交接位置,在交接处由于结构突变产生了应力集中,结构位移在底板的跨中位置最大,其次是顶拱位置,在边墙两侧呈对称分布;在地震荷载作用下,隧洞结构应力及变形情况均大于设计工况,在底板、边墙及拱顶交接处产生塑性变形并发生破坏,并向周围扩散,在设计中应在底板、边墙及拱顶交接处采取一定的措施来防止结构破坏。结果表明,有限元ABAQUS在隧洞衬砌结构计算中准确性高,设计成果符合工程实际情况。     

某隧洞变形特性分析及膨胀岩处理

本文主要介绍了新疆北疆供水某隧洞施工过程中变形特性分析及膨胀岩处理的过程。本隧洞于2004年9月全线贯通，比预计工期提前一年以上，对软岩隧洞支护方式积累了许多处理不同不良地质状况的经验，及时优化喷锚支护各项设计参数，做出安全、经济的优良工程。     

有限元法在浅埋暗挖输水隧洞衬砌受力研究中的应用

以南水北调中线北京段浅埋暗挖输水隧洞施工为研究实例,使用三维有限元程序ADINA对隧洞衬砌在施工期及运行期不同工况下的受力状态进行了分析计算,得到了工程设计中比较关心的弯矩和轴力等内力计算结果,为工程设计提供参考.     

输水隧洞软岩变形特性分析及处理

本文主要介绍了北疆引水式工程某隧洞施工过程中通过对岩体变形全过程监测分析,有针对性地进行一次支处理的过程。本隧洞于2006年9月全线通水,目前已安全运行15年。本隧洞对软岩隧洞的监测过程及支护方式积累了处理不同不良地质状况的丰富经验,对软岩隧洞开挖过程中及时优化喷锚支护各项设计参数,创优质项目、造经济型工程提供了典范。     

膨胀岩的判别分级与隧洞工程

在分析泥质膨胀岩的影响因素，讨论国内外泥质膨胀岩的判别准则及分级标准的基础上，提出了隧洞工程中膨胀岩判别分级方法的建议，探讨了甘肃省上第三系黏土类岩石的膨胀特性。     

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。     

盾构输水隧洞双层复合衬砌的联合受力分析

针对城市修建的地下盾构双层衬砌输水隧洞,由于隧洞围岩承载能力低、管片与二衬混凝土间可能存在初始间隙,在高内水压力作用下衬砌混凝土承受的应力过大,导致衬砌易出现拉裂和渗漏。本文通过有限元方法,对盾构双层衬砌输水隧洞进行模拟计算分析。结果表明:若管片、二衬之间不存在间隙,则大大降低二衬混凝土的拉应力及管片的压应力,使两者的受力趋于均匀,确保了管片和二衬混凝土组成的双层衬砌结构的联合受力作用。结果可为双层复合衬砌结构进一步优化提供依据。     

考虑衬砌和围岩相互作用的压力输水隧洞渗流特性研究

输水隧洞在高内部水压下可能发生渗流并引发破坏,为了最大限度地减少渗流损失以保证安全稳定性,输水隧洞需要建造合适的衬砌。本文使用基于ABAQUS的直接耦合方法模拟了输水隧洞的渗流作用,并评估了内部水压对多孔介质渗透率变化的影响。基于介质的弹性行为对数值解和解析解进行了验证。研究了最小化隧洞的渗流损失下衬砌内钢筋分布,结果表明,在相同的加固百分比下,混凝土衬砌中的小直径和小间距的钢筋布置可使隧洞的渗流损失量保持在较低水平。     

引汉济渭输水隧洞岩爆处置研究

引汉济渭工程秦岭隧洞地应力环境复杂,岩爆成为了阻碍隧洞顺利施工以及威胁施工安全的一大障碍。以岭南4号支洞的开挖段为试验段,采集开挖过程中发生岩爆的信息,对发生岩爆的规模进行划分,提出轻微、中等以及强烈岩爆下的支护参数以及应力解除爆破参数。研究表明:微震监测技术在本隧洞的预测准确率达64%。柔性钢丝网、涨壳式预应力注浆锚杆以及仿纤维喷射混凝土对岩爆的控制具有良好的效果。     

地下输水隧洞围岩稳定监测系统设计研究

在地下隧洞施工输水整个环节中,施工环境复杂多变。由于地质岩体结构应力、地下水以及岩体力学构造等各方面的不确定、不稳定因素的影响极大,如果仅依靠传统经验来进行管理,已经不符合现代化管理的最基本要求,也无法达到标准化管理。文章首先阐述了地下输水隧洞围岩稳定监测系统设计的目的,然后对设计输水隧洞围岩稳定监测系统进行了分析,以便及时正确掌控地下输水的隧洞围岩发展状态,保证隧洞施工的顺利完成。     

西藏某水电站引水隧洞岩体工程地质特性

通过西藏某电站引水隧洞岩石的物理力学性质、岩体的工程地质特性及变形破坏形式分析，对隧洞岩体进行了结构分类、工程地质分类，并分析了隧洞发生塌方的原因。     

超前管棚支护在输水隧洞复杂地层中的应用

为保障复杂地层中输水隧洞工程的安全施工,超前管棚支护是一种行之有效的预支护措施。通过对前坪水库上黄线2号隧道、出山店水库北灌溉洞及槐扒黄河提水工程黄李隧洞3个加固工程实例进行分析,结合相关规范给出管棚所采用的钢管管径、钢管环向间距、外插角及钢架间距等超前管棚设计参数的经验值:钢管直径一般在50～180 mm之间,支护条件要求较高的Ⅳ、Ⅴ类围岩所采用的钢管直径一般较大(不小于100 mm),反之可选择较小管径(一般介于50～100 mm);管棚钢管环向间距可在40～80 cm的范围内进行选择,一般不大于5倍直径;外插角取值范围因管棚大小而异,小管棚5°～15°,中管棚2°～8°,大管棚1°～3°;钢架间距一般不大于1 m,根据现场地质情况可适当加密。从3个工程的施工效果可以看出,超前管棚支护可以有效加强围岩自身稳定、增加围岩承载力、减少变形,达到了在各种特殊地段及复杂地层中输水隧洞安全施工的目标。     

西藏羊湖电站引水隧洞围岩塌方分析

羊湖电站引水隧洞开挖时出现了大量的塌方,不仅给施工带来很大困难,而且影响了工程的工期和投资,塌方问题是引水隧洞的主要地质问题。本文对引水隧洞围岩塌方的影响因素、塌方机理进行了分析,并对各类围岩的塌方处理措施作了介绍。     

水电站输水隧洞设计探讨

压力输水隧洞在引水式电站中占有很重要位置,它不仅直接影响工程投资,而且也影响发电量,关系到效益的大小。要做好隧洞设计,必须经全面论证,对洞线设讯衬砌形式选择、洞径选择、洞型设计进行多方比较才能选定。     

输水盾构隧道纵缝压弯力学性能分析研究

三门核电站二期取排水隧道工程拟采用盾构法修建,拟建隧道存在标准段和特殊段,特殊段采用钢与混凝土复合管片,其与钢筋混凝土管片接头有较大的差别,为了了解两种接头压弯力学性能,有助于方案设计和计算参数取值,开展了接头足尺试验,得到了接头的刚度、强度等参数,以及接头刚度随荷载的变化规律.最后,对比分析了不同接头的力学性能,主要...     

岩体卸荷力学特性的试验研究

简述了卸荷岩体的自然力学状况，根据岩体开挖卸荷这一特点，以三峡工程永久船闸高边坡卸荷岩体为条件，对岩体进行了卸荷试验。研究了岩体卸荷的应用应变关系及其力学特性，给出了卸荷岩体的力学参数，并指出了它与常规岩体力学参数的不同之处。     

输水隧洞工程特殊地质洞段的施工处理

某引水工程输水隧洞采用掘进机和钻爆法相结合的施工方法.在隧洞浅埋高富水洞段地质条件复杂且施工难度大,根据工程特点采用了几种方案进行处理:高外水段采用洞内堵水方式、全断面超前钻孔预注浆或洞内项拱采用超前小导管堵水加固围岩,洞外采用地面压力注浆、堵水等措施,解决了施工难题,确保了隧洞施工安全     

输水隧洞衬砌结构数值分析

衬砌设计作为隧洞设计中的重要环节,对保护隧洞长期稳定有重要作用,在初步拟定衬砌尺寸的基础上,通过理正软件对Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类围岩洞段典型断面的衬砌进行受力特性和配筋面积计算,并与Phase2的计算结果进行对比,理正计算得到的截面内侧和外侧所需配筋面积均比Phase2计算得到的截面所需总配筋面积小。