按联合受力设计的埋藏式钢岔管有限元分析方法

本文提出一种考虑有缝隙存在的联合受力埋藏式钢岔管有限元分析方法，假定回填混凝土在内水压力作用不只起传递荷载作用，围岩简化为在若干有限元结点上施加纯压缩弹性抗力的模型，通过多次迭代求解可获得收敛的结果。本文结合工程实例给出计算成果，说明围岩对岔管的应力影响十分显著。     

地下埋藏式钢岔管结构三维有限元分析

目前对于地下埋藏式钢岔管结构设计还没有一个指导性准则，对于其工作运行状态研究也不够，因此对地下埋藏式钢岔管结构进行数值分析是一个非常重要又亟待研究的课题。为此，根据钢衬、混凝土衬砌与围岩的联合承载特点，对水电站地下钢岔管结构采用三维有限元方法进行了分析计算。得出的成果可为埋藏式钢岔管的设计提供一定的参考。     

地下埋藏式钢岔管承载机理研究

水电站地下埋藏式钢岔管承载能力是工程设计中非常重要的一个内容，但目前对于钢岔管与围岩联合承载的机理还缺乏系统深入的研究。本文结合某抽水蓄能电站的工程实际，按照钢衬与围岩联合承载的原理，用三维非线性有限元对埋藏式钢岔管进行了计算分析。计算结果表明：在钢衬与围岩共同承受内水压力时，围岩发挥了重要作用，围岩的性能越好，所分担的内水压力就越大，因此在埋深足够的情况下，应充分利用围岩进行分载，以减小钢衬厚度，从而节约工程投资。     

石门坎水电站埋藏式钢岔管研究

采用三维有限元方法对石门坎水电站钢岔管结构体形进行优化,考虑施工中的不确定因素,就总缝隙宽和围岩弹性抗力进行了敏感性分析。结果表明:在一定的平面布置条件下,岔管管壳应力集中的程度取决于管壳母线间的转折角大小;缝隙大小对埋藏式岔管的应力分布影响较为敏感,缝隙越小,围岩分担作用越明显;围岩对岔管的应力大小及分布影响显著。     

地下埋藏式钢岔管抗外压稳定性分析

考虑了钢岔管与混凝土垫层的初始缝隙和初始几何缺陷,给出了一套地下埋藏式钢岔管抗外压稳定性的三维有限元分析和求解方法。采用该方法分析某工程实例,将其成果与阿氏公式计算的结果进行了比较,证明了该方法的可行性,并得到一些对工程设计有参考价值的成果。     

地下埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法研究

在总结对比水电站压力钢管设计规范85版和2001版有关埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法的基础上,提出了一种埋藏式钢岔管的新的设计方法和原则.其设计步骤为:首先根据钢岔管与围岩联合承载原则,采用三维有限元计算方法确定钢岔管的体形、管壁厚度和肋板尺寸,然后对钢岔管按明管进行应力校核,同时对围岩承载比进行分析和复核.以某水电站为例进行的计算结果表明,该设计方法思路明确,计算精度高,在明显减小管壁厚度和肋板尺寸的前提下仍能确保岔管的安全.     

两种特殊单元在地下埋藏式钢岔管仿真分析中的应用

将弹簧和缝隙两种特殊单元结合引入地下埋藏式钢岔管的三维仿真分析中,具体说明了两种单元的原理和应用方法。对某工程实例按不同方案进行了仿真分析,将结果进行对比,说明了应用这两种单元的可行性和优越性。     

埋藏式月牙肋岔管结构特性研究

某抽水蓄能电站采用埋藏式月牙肋岔管,岔管HD值3 500m2,且围岩条件较差.采用作者自行开发的月牙肋岔管体形设计程序(CrbpCAD)和商用ANSYS软件,考虑岔管与围岩联合承载,采用三维有限元方法讨论了岔管布置形式、分岔角、围岩单位弹性抗力系数、缝隙值、主管直径等因素对岔管结构设计的影响.研究认为,对称布置、较大的分岔角、减小管径对岔管结构有利,围岩条件越好、缝隙值越小对围岩与岔管联合承载越有利,然而分岔角增大、管径减小会增大能量损失,应通过经济技术比较确定合适的分岔角和管径.     

埋藏式钢筋混凝土岔管的有限元计算范围

采用有限元法研究了埋藏式钢筋混凝土岔道的计算范围，研究中认为混凝土衬砌及围岩是线性体，并考虑了围岩不同弹性模量对计算范围的影响，算例给出了埋藏式钢筋混凝土岔管关键部位的应力受相关因素影响的情况，最后通过综合分析得出埋藏式钢筋混凝土岔管的有限元计算范围值。     

惠州抽水蓄能电站地下高压钢筋混凝土岔管三维有限元分析

采用三维弹塑性有限元数值方法,对惠州抽水蓄能电站引水隧洞的高压钢筋混凝土岔管在施工开挖、充水运行以及放空检修三种工况下进行了计算分析,特别地比较了充水运行工况下内水压分别以面力和渗透体积力施加于衬砌的两种算法,验证了地下高压钢筋混凝土岔管按透水衬砌设计时内水压按渗透体积力计算的合理性,并对衬砌的配筋及最大裂缝宽度进行了探讨.     

隧洞位移的弹性空间有限元反分析研究

针对地下洞室,本文提出了一种借助弹性空间有限元计算的位移反分析法——相对位移反分析法。该方法不仅可以模拟测点位移释放的过程,而且还能反映位移量测的真实情况,合理地考虑掌子面对围岩变形的空间效应影响。运用这种方法对二滩蒿草湾隧道进行了位移反分析,所得结果较为合理。     

模拟洞周松弛圈的地下厂房洞室群开挖变形的反馈分析

传统的弹塑性有限元法,不能灵活地模拟洞周松弛圈,难以模拟洞周松弛圈对多点位移计测值的影响。为了克服这一问题,本文引入与开挖面距离和初始地应力有关的单元材料参数松弛系数,对传统有限元方法进行改进,并将其应用于溪洛渡水电站地下厂房开挖与支护的变形监测反馈分析中。将计算所得出的洞室开挖边界附近的位移值与原型观测值进行比较,整体吻合较好,并能够对下级开挖进行良好的预测。     

立洲水电站调压井不同施工方案三维非线性有限元分析

就调压井而言,其施工期的围岩稳定、结构受力特性是设计中须深入研究的关键技术问题之一。以立洲水电站调压井工程为研究对象,应用三维非线性有限元法对其不同方案的开挖支护效应、应力变形规律、围岩稳定及衬砌结构内力分布等开展了较为深入系统的研究,揭示该工程调压井不同施工方案井壁围岩、边坡的应力变形、塑性区分布规律及其稳定性,提出了推荐施工方案、建议优化措施等。上述研究成果为该工程优化设计提供了重要的参考依据。     

钢筋混凝土岔管结构优化

针对钢筋混凝土岔管锐角区围岩稳定性和衬砌结构受力情况复杂的问题,结合某抽水蓄能电站工程实例,建立了引水钢筋混凝土岔管三维数值模型,并对岔管锐角区进行修圆处理。采用有限单元法,对比分析了不同修圆半径下的围岩稳定性及衬砌结构的应力和变形。计算结果表明:与修圆前相比,施工期塑性区范围增加,围岩的塑性区集中程度减缓,但岔管分岔处跨度增大,围岩变形略有增加;运行期岔裆的应力集中程度减缓,钢筋应力集中程度也有所减小,应力分布更加均匀;检修期岔管衬砌主要承受压应力,适当的修圆处理减缓了局部压应力集中程度,对变形影响不大;在外围围岩稳定的基础下尽量减少开挖,选择适当的修圆半径,有利于围岩的稳定和衬砌结构的受力。     

钢岔管三维参数化设计方法在ART工程中的应用

以阿尔塔什水利枢纽工程生态电站的3个月牙肋岔管为例,通过规范初步拟定钢岔管体型,用Autodesk Revit和Inventor软件进行三维参数化建模,将建立好的实体模型导入有限元软件进行受力分析,利用此类计算方法提高结构优化效率,确定出合理体型,为钢岔管三维参数化设计提供借鉴思路.     

厄瓜多尔CCS水电站钢岔管体形设计与三维流场分析

厄瓜多尔CCS水电站钢岔管设计内水压力6.83 MPa,HD值高达4 084 m2。采用美国ASME标准并选用日本钢材对此进行了设计。在岔管体型初步设计的基础上,建立了岔管三维有限元数值模型,对岔管进行了结构分析,并对典型工况下的岔管水力学情况进行数值模拟,根据计算结果提出对岔管体形和机组运行的优化建议。     

某混凝土拱坝三维非线性有限元分析

拱坝结构中混凝土处于多维受力状态,由于混凝土早期裂缝、内部缺陷、材料非线性等因素,必然导致混凝土结构的非线性反映。文中应用多轴强度准则,对某拱坝进行三维非线性有限元仿真分析,得出其应力位移规律、极限承载力,为该拱坝的设计提供了参考。     

澜沧江某水电站地下厂房围岩稳定性分析

通过对澜沧江某水电站厂房区地下洞室的工程地质条件分析,评价了该电站地下厂房围岩的稳定性。在此基础上,利用三维有限元法对其围岩岩体变形进行分析计算,为洞室位置的选定及支护形式设计提供地质依据。