引水隧洞衬砌混凝土裂缝的原因及处理

隧洞衬砌混凝土产生裂缝后,常拌有渗水现象,会严重破坏混凝土结构的安全.裂缝产生的原因、防治及处理的方法直接关系到隧洞的使用寿命.现以永宁河四级水电站引水隧洞为例,分析裂缝产生的原因,给出了裂缝的处理方法及预防措施,同时指出隧洞混凝土衬砌不仅要考虑岩石突出或夹角部位对裂缝产生的影响,还要考虑混凝土内部应力.     

公路隧道衬砌裂缝成因分析及其治理

通过对某隧道衬砌裂缝的监测工作,总结了衬砌裂缝的基本特点,从地质因素、工程设计和施工工序等方面分析了衬砌裂缝产生的原因,并根据工程实际,采用适当的整治加固措施治理病害,取得了良好的效果.     

衬砌背后脱空对隧道结构影响三维数值分析

衬砌背后脱空是很普遍的公路隧道病害现象之一,对衬砌结构危害较大.以往通过平面分析认为脱空过大可能导致衬砌外侧沿环向出现较大拉应力,产生纵向裂缝;通过建立三维有限元模型对比发现,局部空洞会导致脱空衬砌外侧出现较大纵向拉应力,可能引起环向裂缝,而几乎不产生环向拉应力.根据三维数值分析得出不同空洞位置、不同围岩级别下空洞对衬砌结构影响.     

既有混凝土双曲拱桥的裂缝产生分析

以某实桥为例,探讨了既有混凝土双曲拱桥结构拱波、拱肋等构件裂缝的产生原因,采用有限元软件仿真模拟,分析了其裂缝的产生机理,从而为该类桥型今后的病害机理研究和维修养护提供理论依据.     

隧道二次衬砌结构验算与裂缝原因分析

通过对国内外隧道设计中关于二次衬砌承担荷载比例的讨论,按照二次衬砌承受全部荷载的70%,初期支护与围岩共同承担荷载30%的原则,基于荷载-结构法建立有限元模型,用其计算了某隧道工程二次衬砌设计的结构安全性,分析了工程中二次衬砌出现裂缝的原因。     

山岭隧道二次衬砌环向裂缝的震害机理

目的 为深入研究山岭隧道二次衬砌在地震中的受力特征和破坏机制,解释衬砌结构环向裂缝的产生原因.方法 基于应答变位法理论,以汶川地震中受到破坏的龙溪隧道作为研究对象,采用有限元方法研究了山岭隧道二次衬砌沿其轴线方向的地震响应规律.结果 在隧道内离洞口1000m的区域,衬砌结构的轴向拉应变最大值达到了150×10-6,远高于C25级混凝土的极限拉应变,该区域首先发生环向断裂.结论 隧道结构的地震响应受其所在岩体受震时发生的相对变位所支配.强烈的地震发生过程中,沿隧道轴线方向的衬砌结构可能承受强烈的拉压作用.当衬砌混凝土的实际应变超过其极限应变时,会发生衬砌结构的环向开裂和混凝土剥落.     

泄洪洞边墙衬砌混凝土浇筑温控防裂实时控制抗裂安全系数估算

岩体中开凿新浇筑大断面水工隧洞薄壁衬砌混凝土,在大温差、快温降作用下受到围岩和支护结构等极强约束,较多发生贯穿性温度裂缝。为满足施工期实时快速控制危害性温度裂缝的需求,在综合分析和有限元仿真研究的基础上,确定边墙衬砌混凝土温控设计施工期最小抗裂安全系数K_min的9个影响要素,探明其影响度和规律,进而提出K_min的估算公式和温度裂缝实时控制方法。通过白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土温控防裂实时控制的实例应用,检验K_min的估算精度和科学性,以及温度裂缝实时控制方法的适用性和有效性。实践表明可在隧洞工程初步设计中进一步推广衬砌混凝土施工期温度裂缝实时控制的应用。     

风化花岗岩地层隧道衬砌裂损分析与处理研究

围岩风化不仅能改变围岩的矿物成分,而且能降低其强度,使得作用于衬砌结构上的围岩压力加大,导致衬砌开裂,甚至发生破坏.新家洞隧道穿越地层为花岗岩地层,开挖后围岩稳定性好,按Ⅱ级围岩支护.但隧道建成2 a后,隧道衬砌结构出现严重裂损.为了研究衬砌结构开裂原因,采用试验手段对裂缝周边混凝土强度及花岗岩的物相成分、力学性质等进行测试.测试结果表明,围岩风化、强度降低是导致衬砌开裂的主要原因.最后,利用有限元反分析法确定围岩物理力学参数,并基于此对整治后隧道结构安全性进行评价,从数值模拟结果和现场实施效果看,衬砌结构满足强度要求.研究成果对类似地层中隧道设计与施工具有参考意义.     

预制混凝土T梁早期裂缝原因分析

以某公路大桥施工过程中一榀跨径40 m的预应力混凝土T梁开裂的工程实际为例,采用有限元方法探讨了结构的损伤原因.采用有限元软件建立了该预应力T梁的有限元模型,分析计算了结构浇注后张拉前这段时间的受力情况.模拟了结构的时变温度效应及其对结构承载能力的影响.通过系统的参数分析研究了结构产生裂缝的原因、机理及裂缝的特征.研究表明浇筑温差及混凝土自身水化热引起的温度应力是导致结构出现裂缝的主要原因.研究结论对预应力混凝土T梁的裂缝防治提出了具有实际意义的方法,可以适用于其它类似结构的开裂分析.     

基于弹性地基梁法的隧道衬砌裂缝间距和宽度的计算

基于弹性地基梁建立了隧道衬砌的控制微分方程,根据圣维南原理推出裂缝间距相应中心角应满足的卓越方程,由此求出了隧道衬砌在荷载作用下产生的裂缝间距,进而确定相同裂缝间距和不同裂缝间距情况下的裂缝宽度。     

X5CrNi1810不锈钢焊接应力应变场的数值模拟

采用有限元软件SYSWELD对X5CrNi1810不锈钢平板TIG焊的应力应变场进行三维动态模拟,同时应用SYSWELD软件的校核工具对双椭球热源进行校核,得出了等效应力分布图和焊缝中心线上纵向残余应力分布曲线及不同时刻焊接变形云图．与文献资料比较表明,所建立的三维模型可以动态地模拟焊接过程,对实际生产有一定的指导意义以及最终改善X5CrNi1810不锈钢的焊接性提供参考依据．     

关于2-D温度场计算的有限元法分析

目的　分析有限元法实现 2 -D温度场计算的一般规则及程序编制技巧 .方法　根据理论分析及实例 ,计算验证上述规则及技巧的正确性及在程序设计中的可行性 .结果　单元、单元节点的编号以及单元网格的形状对 2 -D温度场计算结果的精确度有很大的影响 ;而程序设计的技巧直接关系到计算能否顺利进行 .结论　遵循 2 -D有限元分析的一般原则加上适当的编程技巧 ,可顺利并精确地完成 2 -D温度场的计算     

计算非线性电磁场的两种高阶三角形有限元方法

本文探讨了两种高阶三角形有限元方法对二维非线性电磁场的计算问题,并且系统地推导了其计算公式,通过计算实例,对这两种方法的计算精度,计算速度和占用计算机内存量做了比较。     

基于EBE技术三维电磁场的并行计算

阐述了用有限元法求解三维电磁场问题时，基于单元接单元即ＥＢＥ（ｅｌｅｍｅｎｔ－ｂｙ－ｅｌｅｍｅｎｔ）技术的并行共轭梯度法（ＣＧ）和并行对角预处理共轭梯度法（ＤＣＧ）方法。我们在四个处理器的晶体计算机（Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ系统）上实现了这两种算法，取得了相对于处理器个数几乎线性的加速比。由于不需存储整体系数矩阵，在很大程度上节省了内存，大大提高了用微机求解电磁场问题的能力．     

汽轮机转子温度场和应力场的有限元分析

应用现有的有限元计算程序，对高压转子进行温度场和应力场计算分析.首先利用最小二乘法导出放热系数的计算公式，并用Fortran语言编制了适用计算各种汽轮机转子的放热系数的程序，然后利用有限元软件计算了高压转子在各种工况下的温度场和应力场.最后根据计算和分析结果，对汽轮机机组的安全运行提出了有实际工程意义的建议.并以鞍山第二发电厂一号机组为例进行了验证， 得出利用该程序可以解决其他类似各种转子的温度场和应力场的计算问题.     

样条小波有限元的算法研究及其应用

小波有限元方法对解决工程中的大梯度问题有着很强的优势，因为B-样条函数可以为光滑函数提供最好的逼近，作者利用样条函数的上述优点构造了B样条小波单元，提出了一种样条小波自适应有限元算法。由于B-样条函数有明确的表达式，所以容易进行刚度矩阵的计算，从而提高计算效率。算例表明，本文构造的B样条小波单元对于具有奇异性的温度场分析有较高的计算精度。     

基于DSA和FEM的电器绝缘结构自动优化设计

在二维静电场有限元分析的基础上,推导了基于最速下降法的设计变量灵敏度公式和伴随变量公式．基于现有的Delaunay三角剖分技术,采用Swapping Algorithm更新有限元网格．最后将有限元方法、基于最速下降法的灵敏度计算及网格更新算法有效结合,用于110kV GIS用光纤电流互感器绝缘结构的自动优化设计．结果表明,该方法非常有效．     

汽轮机转子温度场在线计算模型研究

针对汽轮机转子温度场的在线求解问题,给出了克兰克-尼科尔森差分计算模型。并通过仿真试验及与有限元结果的比较,验证了该模型的正确性。该方法可直接用于汽轮机转子温度场的在线计算,具有数据处理实时、准确、稳定性好、通用性强等特点。     

有限元在钢球感应透热处理中的应用

用有限元法对圆柱型感应透热装置中钢球热处理过程做了分析,建立了计算温度场的数学模型,进行了动态涡流场与温度场的耦合计算.经验证,本文的有限元模型能准确的模拟此类感应透热装置中被加热器件的温度场分布,对类似被加热部件的温度场分析也有借鉴意义.     

基于有限元法的永磁缓速器涡流场分析

为了提高缓速器气隙磁场和制动力矩计算精度,将矢量磁位法应用到永磁缓速器涡流场有限元计算中,并考虑转子磁导率的非线性以及涡流产生磁场对永磁体磁场削弱作用.应用电磁场有限元仿真软件,采用混合自动剖分技术,得到缓速器电磁场数值解.试验结果表明,静态工作间隙磁感应强度计算值与试验值误差在5%以下,永磁缓速器制动力矩数值计算值与试验值吻合较好.