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.     

水工隧洞衬砌混凝土裂缝成因分析及控制措施

通过水工隧洞混凝土施工中产生裂缝的实例叙述,深入分析了衬砌混凝土产生裂缝的诸多因素所形成的主要成因,并根据水工隧洞施工情况总结出了控制裂缝产生的具体措施     

圆形水工隧洞（管道）分岔口相贯线方程的计算与应用

提出了圆形主洞（管）收缩式洞段与圆形支洞斜交相贯线投影曲线的理论方程及分岔段的展开计算方法，并以计算实例说明方法的应用。     

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.     

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.     

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。     

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。     

水工隧洞膨胀岩段初期支护设计及效果分析

以某超长距离引水隧洞工程为例,以新奥法为理论基础指导设计及施工,针对地质勘探支洞在开挖过程中遇到膨胀岩的问题,提出在初期喷锚支护的基础上,增设超前支护和系统钢架,并在膨胀岩洞段设置监测断面,进行数据采集和分析。结果表明,初期支护设计合理,选用的支护参数可靠,能够保证膨胀岩洞段施工期安全。     

基于RS-可拓云模型的水工隧洞围岩安全评价

为了提高水工隧洞施工安全评价结果的可靠性,选取岩石质量指标、湿抗压强度、完整性系数、结构面强度系数、地下水渗水量5个因素作为评价指标,运用改进重要度的粗糙集计算客观权重,选取可拓云模型充分考虑以往围岩评价过程中由于等级分界与数据获取存在的不确定性,构建了基于RS(粗糙集)-可拓云模型的水工隧洞围岩安全评价方法,并将该方法应用于某水工隧洞中的12段围岩中。结果表明,改进重要度的粗糙集计算的权重,既能满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,基于RS-可拓云模型对于水工隧洞围岩安全等级的确定较为有效,通过该方法得出的隧洞围岩安全等级与实际情况一致。研究成果为水工隧洞围岩安全评价提供了一定的参考。     

引水隧洞初期支护及其施加时机对围岩稳定性的影响

为研究初期支护对水工隧洞开挖后围岩稳定性的影响,以Hypermesh平台建立有限元模型,采用ABAQUS作为计算和后处理软件,分析了裸洞开挖以及在不同时机施加初期支护时围岩的变形、应力和塑性破坏区,探究了工字钢采用等效模拟的可行性。结果表明,采用等效参数法模拟钢拱架合理,初期支护可有效提高围岩的稳定性,且随着施加时机的提前,围岩稳定性越好,但同时支护结构的受力会越大。为减轻初期支护的负荷,需要充分发挥围岩自身的承载能力。因此,合理选择最佳施作时机十分重要。     

基于ABAQUS地震激励下风力机结构损伤分析

高耸的风力机塔架结构属于典型的顶部附有大集中质量的细长柔性体的力学结构,相比传统建筑结构差异性较大,极易受到地震载荷影响。基于有限元分析软件ABAQUS建立风力机塔架、基础平台和土体模型,通过FAST导出风轮非定常推力,作用在塔顶机舱,土体底部施加地震加速度时间序列,进行风力机结构模态分析、稳定性分析和动力学响应分析。研究表明:塔架主要的运动形式为摇摆运动和弯曲振动;塔架一阶固有频率为0.290 Hz,大于风轮的额定旋转频率0.202 Hz,因此叶片旋转不会引起风力机塔架发生共振;风载荷作用下,塔架发生横向屈曲,屈曲位置位于塔架底部且随模态阶数增大而逐渐向上发展,屈曲因子较大;地震载荷作用下,塔架发生纵向屈曲,屈曲位置同样位于塔架底部且随模态阶数增大而逐渐向上发展,较风载荷发生屈曲区域相对更大,屈曲因子相对较小。     

方向公差对尺寸链分析的影响

分析因装配平面倾斜而引起的零件旋转问题,通过公式推导及仿真验证,结果证明,采用一维线性极值算法的尺寸链分析具有很大的局限性。考虑方向公差的重要性,针对悬臂式设计的零件,以某机型进气管为例,证明忽略方向公差导致分析出的偏差比实际小,可能造成后续零件难以装配及零件断裂等故障,为零件的合理设计提供理论依据。     

小浪底水电厂水轮发电机组励磁系统的运行分析

以小浪底水电厂水轮发电机组励磁装置为例,介绍了励磁系统的构成、主要设备参数和灭磁方式,并分析了励磁系统的运行和维护情况.应用结果表明,该套励磁系统具有自动化程度高、功能齐全、运行稳定及故障率低的特点,满足了电厂安全稳定运行的要求.     

不同风向扇区相关对风资源评估中数据订正的影响

以内蒙古地区某风电场风资源分析为例,探讨采用常规的16风向扇区风速相关方法和简化后的8风向扇区和4风向扇区方法对代表年风速的订正所产生的误差情况,结果表明:4风向扇区风速相关性优于8风向扇区风速相关性,两者又都优于16风向扇区风速的相关性;采用4风向扇区和8风向扇区风速相关性进行修正得到的代表年月平均风速的结果与16风向扇区风速的相关性进行修正得到的代表年月平均风速的结果一致.     

基于抗滑极限状态的水工隧洞堵头可靠性分析

为分析水工隧洞堵头的可靠性,首先通过分析水工隧洞堵头的极限状态,建立了描述堵头可靠性的功能函数;其次在此基础上,利用ABAQUS建立了某水工隧洞堵头及围岩的三维有限元模型和描述堵头可靠性的功能函数显式表达式;最后利用设计验算点法计算原理编制了计算堵头可靠度的Matlab程序,计算了堵头可靠指标及失效概率,并对影响堵头与围岩接触面摩擦力的影响因素做了敏感性分析。结果表明,30m堵头的可靠性指标为6.602 7,失效概率为2.018 5×10~(-11);粘聚力越大,接触面摩擦力F_f越小;内摩擦角φ、弹性模量E越大,F_f越大。     

深埋隧洞工程的支护方式对围岩稳定性的影响研究

利用三维拉格朗日有限差分法对某深埋隧洞工程进行分步开挖支护数值模拟,对比分析了隧洞在无支护、锚杆支护、衬砌支护及复合支护下围岩的应力、位移和塑性区分布,对地下隧洞工程设计与施工提供了参考依据.     

排气管路不同激励源模态试验分析的比较

以CCPP燃气轮机排气管路为研究对象,对采用激振器激励和力锤激励两种不同激励方式的模态试验进行比较分析。结果表明:两者得到的模态结果不完全相同。这是由于激振器及响应传感器等通常会对被测结构产生影响,特别是对轻质结构的影响较大。因此,对于文中所述的管路以及类似薄壁结构更推荐采用重锤轻敲的力锤法进行模态测试。     

虹吸井对尾矿坝地震液化的影响分析

针对河套灌区地下水位预测问题,结合小波变换的时频局部特性和神经网络的逼近功能,构建了两种不同耦合方式下小波和BP神经网络相结合的小波网络模型,比较了不同耦合方式下小波网络模型与单纯神经网络模型的预测效果。两种耦合方式下的小波网络模型模拟结果均比单纯使用人工神经网络模型更接近实测值,对低频信号序列及高频信号序列分别进行神经网络模型预测后再进行重构的预测方式比直接将小波分解的多级信号与神经网络结合的预测方式具有更好的预测效果。     

虹吸井对尾矿坝地震液化的影响分析

为了解虹吸井对尾矿坝地震液化的影响,以东北地区弓长岭尾矿坝为例,通过在坝体施加虹吸井的方法进行动力计算,比较了排渗措施失效后与施加虹吸井后对坝体及库区液化区分布的影响,并通过有限元方法和拟静力法计算了坝坡的安全系数。结果表明,排渗措施失效后液化区主要分布于坝体溢出点以下区域及尾矿库库区内,坝体安全系数不符合规范要求,且尾矿坝不安全;施加虹吸井后液化区显著减小,仅分布于尾矿库库区内,库区水边线附近分布区域最大,且坝体安全系数能满足现行规范要求,尾矿坝安全稳定。