圆形压力水工隧洞在轴对称岩体应力作用下的弹性理论计算

深埋于地层之中的圆形压力水工隧洞,无论是坚硬围岩还是软弱围岩,以往多按普氏和太沙基山岩压力理论及弹性抗力假定,采用结构力学或与弹性力学相结合的计算方法设计衬砌结构,这在某些情况下,不符合实际情况。对于支护结构的合理设计,国内外都在不断地探讨新方法,目前采用《新奥法》进行支护设计就是其一。本文视压力水工隧洞的围岩和混凝土衬砌为不同的弹性介质,运用弹性理论,推导出在轴对称岩体应力和内水压力联合作用下,计算混凝土衬砌及位移的计算式为:     

基于全量理论的洞室围岩抗力系数计算

视衬砌在内压力作用下与围岩共同承载联合工作,采用全量理论将岩体单轴应变非线性软化本构模型推广,得到复杂应力状态下岩体等效应力和等效应变关系,将围岩划分为松动区、塑性区、弹性区,对衬砌压力隧洞在等压荷载作用下进行弹塑性分析。在推导出围岩松动区、塑性区、衬砌内任一点的应力和位移解析计算公式基础上,得出了不同工况下围岩抗力系数计算公式,该围岩抗力系数计算公式不仅考虑了中间主应力的影响,而且与已有的围岩抗力系数计算公式相通。     

隧洞围岩的等效弹性抗力系数及其影响因素研究

基于无限体中圆形隧洞的弹性解,结合卸荷扰动区与深部未扰动区的位移公式,推导洞室开挖卸荷区围岩的等效弹性抗力系数表达式,并通过算例对比分析,验证其合理性。研究结果表明围岩的等效弹性抗力系数与扰动区岩体弹性模量呈非线性关系,扰动区岩体质量弱化,弹性模量降低,泊松比增大,扰动区围岩的刚度和侧向约束能力降低,围岩的等效弹性抗力系数随之减小;相同开挖半径下,扰动区范围的扩大直接降低围岩承载能力,围岩的弹性抗力系数减小;在扰动区厚度一定的情况下,开挖半径越大,等效弹性抗力系数越小。说明隧洞围岩稳定是扰动区与深部未扰动围岩共同作用的结果,仅采用扰动区岩体参数计算围岩弹性抗力系数会过高地估算围岩的分载能力,采用围岩等效弹性抗力系数评价围岩承载能力更加合理。     

某水电站引水隧洞衬砌结构特性及配筋研究

引水隧洞衬砌结构的内力和配筋与围岩弹性抗力(模量)关系密切,传统设计所采用围岩参数是通过现场地质情况以及相似工程类比得到的,这种方法由于岩体参数的不准确导致配筋结果与实际工程之间出现很大的偏差.结合现场位移监测结果进行反分析得到的岩体参数,采用三维有限元法,开展引水隧洞衬砌结构受力特性研究,利用应力场成果进行结构配筋计算,并与规范配筋成果进行对比分析,从而提出合理的配筋方案.     

邱庄水库大岭隧洞衬砌内力分析

根据大岭隧洞沿线围岩类别、围岩厚度及隧洞衬砌断面尺寸,选取3个断面为衬砌内力计算代表断面。计算过程中,根据围岩情况及不同荷载组合,合理确定围岩压力、内(外)水压力及围岩弹性抗力,取得了较为可靠的内力计算成果,为隧洞结构安全评价提供了依据。     

圆形压力隧洞岩石抗力系数K的普通计算式

本文根据岩体变形试验结果,采用与不同变形阶段相应的力学计算模型,并在考虑到围岩的蠕变效应和岩体初始地应力等因素的情况下,推导出了圆形压力隧洞岩石抗力系数K的普遍计算公式,使现有各类计算公式均为其特例。     

有压隧洞考虑灌浆预应力的衬砌设计方法

以往我国水工隧洞的衬砌设计，皆采用弹性抗力系数法，而弹性抗力系数理论的假定与实际很难符合，且岩体抗力系数ｋ主要依靠经验来决定，因此往往给出较为保守的结果，即使普通的有压水工隧洞，也需要采用双层钢筋衬砌。国外有一种限制裂缝开展宽度和考虑部分有效灌浆预应力的衬砌法，其原理是主要依靠围岩承担内水压力，且仅需要布置单层钢筋，不仅节省工程投资，而且可大大加快施工进度，方便施工。     

隧洞预应力混凝土衬砌中单层与双层钢绞线衬砌受力性能分析

本文通过对比分析不同围岩弹性抗力系数的情况下单层与双层钢绞线预应力衬砌受力性能的变化,找到合理的钢绞线布置方式。     

岩体弹性波速值在地下洞室围岩Q系统分类中的应用

本文就能反映岩体结构状况的岩体弹性波速度进行分析，以用于地下洞室围岩稳定的Ｑ系统分类。在地下洞室围岩稳定的Ｑ系统分类中，代表岩体结构的四因素，以岩体结构系数表示。据回归分析得出结构系数与岩体弹性波速平均值、完整性系数和相对误差的关系，再由结构系数计算出围岩稳定类别的Ｑ值。实例表明，计算值与在实地调查中得到的Ｑ值极为接近。     

某水电站围岩弹性抗力系数试验研究

岩体弹性抗力系数试验一般在可研阶段进行,难度大、测试周期长、费用高。并需开挖试验洞,在技施阶段已难以进行。为了满足设计要求,查阅相关文献和资料后,在该工程高压管道上、下平段洞内进行了"长条荷载板法"围岩弹性抗力系数试验研究。试验结果表明该方法可靠实用,为有压隧洞确定合理的k0提供了实用的方法。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。     

重力坝加高结合部位粘结性能试验研究

针对水库重力式大坝加高加固问题进行试验研究,对后帮式、前帮式、外包式以及戴帽式加高方式建立实验模型评价新旧混凝土结合面的粘结性能。抗折强度试验和微观电镜试验结果表明,四种类型的加高方式,外包式的结合面最大,抗折强度最高,粘结性能最强。采用水泥砂浆处理后增多了结合面的纤维状C-S-H凝胶,增强了新旧混凝土之间的粘结性能,合理的加固方式加上结合面处理有利于提高坝体的安全性能。     

桥梁对水流的影响分析

根据哈尔滨水文水资源勘测总站实测水下地图及水文资料,针对桥梁上、下游浅滩变化,分析桥梁对水流的影响。     

稳定河床水位流量关系单值化原理

采用数理计算方法建立流量与综合落差、稳定流流量计算公式，从而使受洪水涨落和变动回水影响的非单元值的水位流量关系单值化。为精减测次、简化外业洲验，水文预报、水文及整编工作电算化提供了新的分析手段。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。