SDCAD4.0在水工隧洞衬砌内力与配筋计算中的应用

为克服传统结构力学在水工隧洞结构计算中的不足,采用边值法计算方法,引进专用水工隧洞结构计算软件SDCAD4.0,对输水隧洞在3种工况、不同荷载组合下进行内力及配筋计算,并与理正岩土程序6.5的计算结果相比较。结果表明,输水隧洞衬砌结构在外水压力的作用下,3种工况弯矩最大值均位于边墙与底板的交接处,底板的跨中弯矩也偏大;3种工况下隧洞在边墙和底板交接处出现较大的拉应力和压应力,抗剪力也很难满足要求;2种不同软件计算所得内力结果接近,但理正岩土程序6.5选筋结果偏大,选筋较为保守,SDCAD4.0软件在选筋上较为经济合理。     

水工压力隧洞设计与计算方法研究

采用弹性力学理论与经济性处理相结合的研究方法．对弹性力学计算公式进行了重新推导；同时采用Ansys有限元，对结构的强度和限裂要求进行分析与验算并与理论公式加以比较分析。结果表明：重新推导的计算公式更简洁、更直观、更符合实际。     

圆形断面隧洞衬砌内力分布的解析计算模型

隧洞衬砌的内力计算有不同方法,重点讨论了软基土中圆形隧洞衬砌内力的计算方法。根据均质圆形隧洞围岩压力对称周期性变化以及衬砌结构微元体轴向力和弯矩的静力平衡方程,分析得到了衬砌内力的解析表达式。并将解析分析结果与实测结果进行了对比分析。     

水工压力隧洞结构限裂设计研究现状

针对限裂设计为水工高压隧洞设计的核心问题,基于钢筋混凝土结构裂缝计算理论的研究现状,分析比较了衬砌结构的裂缝计算公式,并探讨了水工隧洞衬砌试验研究现状.结果表明,裂缝宽度计算理论并未取得共识,计算公式均有不足,不能完全满足衬砌结构设计的实际需求,还有待于进一步改进和完善.     

基于ARSA的排水箱涵结构计算分析

随着中国经济技术的发展和走出去战略的实施,我国承建了越来越多的国外水电工程,由于语言和设计标准等方面的差别,大部分国内设计人员尚不能熟练运用国外各类规范,在一定程度上阻碍了海外市场的拓展。以国外某坝下排水箱涵为例,采用大型有限元程序ARSA,依据法国规范,对坝下排水箱涵进行了结构计算,并根据内力结果进行了配筋设计。计算结果表明,在各种荷载作用下,箱涵主要以受压为主,最大内力一般发生在箱涵的底部,箱涵结构按构造配筋即可满足要求。可见ARSA软件能够快捷简便地按照法国规范进行结构计算和配筋。     

基于弹性力学双圆筒理论的有压水工隧洞应力计算方法

围岩为衬砌结构联合工作的承载体,根据极坐标下轴对称平面问题中的厚壁圆筒弹性力学理论,利用围岩、衬砌间的应力、位移耦合关系,建立围岩与衬砌体共同承载时的计算模型,推求围岩与衬砌体的环向、径向应力计算公式.在此基础上,根据混凝土衬砌材料的极限拉应变允许值探讨了其适用性问题,根据塑性力学中的Mises、Tresca塑性屈服条...     

水工隧洞钢筋混凝土衬砌限裂设计试验研究

针对限裂设计研究,国内首次采用真实水压力加载的室内大比尺水工隧洞模型,试验结果有效反映了围岩与内水外渗现象对衬砌结构的影响、克服了以往采用钢毂或气囊加载方式的不足,基于模型试验结果对现行隧洞规范裂缝计算公式参数进行了修正,并与原公式及有限元的计算结果进行了对比.结果表明,修正后公式计算结果与实际情况更吻合,可为获得更合理的裂缝计算公式提供借鉴.     

压力隧洞钢筋混凝土衬砌开裂数值模拟研究

立足于直接求解压力隧洞设计所关注的衬砌裂缝条数和裂缝宽度,同时考虑混凝土衬砌的开裂、钢筋的作用、钢筋与混凝土间的粘结滑移以及围岩的作用,建立了压力隧洞钢筋混凝土衬砌开裂的数值模型,并编制了相应的计算程序。采用该计算程序对压力隧洞钢筋混凝土衬砌开裂问题进行数值模拟研究,分析了钢筋量、围岩条件对裂缝条数和裂缝宽度的影响,并着重与现行规范进行对比分析。结果表明,所建模型能反映压力隧洞钢筋混凝土衬砌作为地下结构的受力特性;围岩条件对裂缝条数和宽度均有明显影响;压力隧洞钢筋混凝土衬砌限裂的关键在于改善围岩条件,不宜盲目加大钢筋量。该研究结果对压力隧洞工程实践具有一定的指导价值。     

基于流固耦合的高压混凝土隧洞衬砌结构配筋研究及应用

当采用面力理论计算新疆阿尔塔什水利枢纽工程的发电引水隧洞的配筋量时,衬砌含筋量巨大,与实际情况不符合。对此,采用岩体弹塑性渗流—应力—损伤耦合模型,将动态变化的体积力施加于整个模型,得出混凝土衬砌应变情况,根据衬砌应力按照现行规范进行限裂配筋。计算得出了围岩、衬砌的渗流场、应力场和相应的水力梯度以及最高外渗水头。结果表明,考虑流固耦合下的高压隧洞衬砌应力小于面力理论计算的成果,且前者计算出的混凝土衬砌配筋量远小于后者的计算结果。研究成果可为类似隧洞设计提供参考。     

ANSYS在水轮机部件流固耦合振动分析中的应用

通过对弹性体振动的有限元方程和不可压缩粘性流体的有限元方程的分析，建立了弹性体与粘性流体流固耦合的有限元方程。以水轮机导叶为例，运用ANSYS有限元软件计算了其在空气中的振动特性以及流固耦合振动的频率和振型，并对二者进行比较，分析了影响振动的因素。     

一种有压引水隧洞渗漏量的计算方法

针对抽水蓄能电站水位不断升高导致高水压下输水隧洞的渗漏问题,基于达西定律建立了理论模型,推导了有压情况下输水隧洞渗漏量的计算公式,对比分析了参数对隧洞渗漏量的影响。结果表明,输水隧洞渗漏量除了与水头差和渗透系数有关外,还与隧洞与地面的夹角及渗径与管长的比值等因素有关。案例应用表明,该计算方法误差较小,具有较好的适用性。     

应用ANSYS计算汽水管道应力

应用ANSYS对火电厂汽水管道进行了建模和应力计算,计算结果与设计参数相符,这说明AN-SYS可以有效地应用于火电厂汽水管道的应力分析。     

水工隧洞中水力劈裂临界孔隙水压计算方法

在高水头作用下水力劈裂临界孔隙水压计算方法对围岩的稳定性分析有重要意义。根据断裂力学基本原理,结合大型计算软件FLAC-3D,对在高水头作用下围岩裂缝是否会扩展失稳及原本不存在裂缝的围岩是否会产生新的裂缝做出了判断,给出计算水力劈裂临界孔隙水压的两种方法,确定了围岩发生失稳破坏的临界孔隙水压力,并结合实际工程论证了两种方法的可行性,获得了方法的适用范围。     

水工地下隧洞在地震荷载作用下的动力特性分析

应用土与结构动力相互作用理论,基于ANSYS软件建立了围岩-水工地下隧洞结构非线性动力相互作用的有限元分析模型,采用整体有限元分析方法对隧洞衬砌结构进行了地震时程反应的数值分析.分析了衬砌弹模、围岩类别以及地震波频率对洞室位移和应力响应的影响.     

ANSYS在纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性分析的应用

应用AN SYS进行纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的非线性分析,以四根纤维布抗弯加固钢筋混凝土试验梁为例详细的探讨了混凝土、钢筋和纤维布的本构关系、单元特性以及有限元模型的建立;将AN SYS计算值与实测值进行比较,结果表明该方法精度较高;最后并给出了应用AN SYS对钢筋混凝土结构进行非线性分析的意见和建议。     

带压开采陷落柱的精准圈定及注浆加固技术应用

团柏煤矿生产时期陷落柱发育,在全区域带压的下组煤不到6 km2的采掘范围内,揭露陷落柱达107个,其中,导含水的有46个,因此在水源的判别、陷落柱的精准圈定以及综合治理方面取得了丰富的经验。以10-215工作面陷落柱的初步圈定、精准探查以及注浆加固杜绝水害发生为主要阐述内容,介绍推广相关防治水技术经验。