埋藏式月牙肋岔管内压分担比研究

采用三维有限元模拟了岔管、回填混凝土与围岩的联合承载体,分析了回填混凝土的塑性性质、岔管与回填混凝土之间的缝隙及围岩力学性能等重要因素对联合承载体的影响.结果 表明:考虑回填混凝土的塑性性质后,围岩分担率下降;缝隙宽度超过一定值后,回填混凝土与围岩对岔管约束急剧下降,围岩分担率接近0;围岩力学性能越好,围岩分担率越高;...     

新疆HB电站埋藏式压力管道设计

HB电站工程任务为发电,电站装机容量200MW,属Ⅲ等中型工程。本文主要介绍了埋藏式压力管道及岔管的设计,通过布置排水洞减少外压,采用有限元计算对围岩抗力敏感性和钢管与围岩缝隙敏感性分析,总结出围岩对管道内水压力的分担作用是有限的,随着岩石抗力系数的变化而变化;同时钢管以外缝隙大小对管壁应力影响十分显著。     

埋藏式钢岔管与外围结构的联合作用分析

为了更深入地了解埋藏式岔管与外围结构联合承载的力学机理,采用三维有限元法对岔管与外围结构联合作用做了精细的力学仿真。尝试了一种新的模型,即设置回填混凝土网格,模拟钢岔管、混凝土、围岩三者之间的两道缝隙及其力学接触行为,考虑混凝土承载后的塑性变形特征。结果表明,岔管与外围结构在空间中的相互作用过程复杂:由于岔管与外围结构联合承载,使钢材强度得到了充分的发挥;回填混凝土未沿径向均匀开裂,基于此假定的力学模型值得商榷;回填混凝土变形应被充分重视,有些部位的压缩变形甚至大于结构间原始缝宽,不利于联合承载;两道缝模式得出的内水压力围岩分担率明显低于一道缝模式,后者可能高估了围岩分担率。研究成果为埋藏式岔管受力分析提供了一种新模式。     

抽水蓄能发电工程引水系统下平段钢衬受力敏感性分析

抽水蓄能电站引水系统下平段由于承受的内水压力过大,多采用钢衬。结合已建抽蓄电站引水压力管道的监测资料,通过FLAC~(3D)软件对不同缝隙值、混凝土强度、钢衬壁厚、围岩抗力系数的敏感性分析进行研究分析,结果表明:(1)内水压力作用下,缝隙值对钢衬的变形和应力影响最为显著,混凝土垫层和钢衬壁厚次之;(2)围岩的强度变化对结果影响不明显,敏感性低;(3)钢衬壁厚增可减少钢衬的变形和环向应力,但减少的幅度不显著,壁厚存在优化的空间较大;(4)回填混凝土的施工质量是影响围岩分担比例的最主要因素之一,其致密和完整性显著影响着内水压力传递。建议在工程实践中,对于不存在明显地质缺陷的围岩,应寻找更好的施工工艺提高混凝土回填的质量,减少钢衬和混凝土、混凝土和围岩之间的缝隙,而不是全面采用高压固结灌浆。     

十三陵抽水蓄能电站地下埋管水压试验研究

本文扼要地介绍了北京十三陵抽水蓄能电站的两个不同地质条件下地下埋管模型水压试验和各类仪器观测成果。鉴于岩体工程质量的差异和初始缝隙值的存在，影响着钢衬应力和围岩承载比。论述了钢衬、混凝土和围岩联合受力及其对内水压力的分担率。试验成果为该工程优化设计正确选择设计参数提供了科学依据。     

考虑围岩性质影响的埋藏式压力钢管受力研究

以某水电站工程为例,研究围岩性质对埋藏式压力钢管位移及应力分布的影响,按照钢管与围岩共同承载,采用三维有限元方法对地下埋藏式钢管进行计算分析,讨论围岩性能对埋藏式压力钢管位移及应力的影响,并计算围岩承载比,通过与光滑明管计算结果进行比较分析,可知围岩对于埋藏式压力钢管承受内水压力有重要作用,围岩性质越好,其所能承受的荷载越大,弹性约束作用就越显著,钢管所承担的内水压力就越小。     

惠州抽水蓄能电站调压井结构有限元计算分析

采用三维有限元法,对惠州抽水蓄能电站上游调压井与围岩之间的联合受力结构进行计算和分析。计算考虑了内水压力、外水压力、围岩压力及灌浆残余应力作用,并模拟在外压作用下围岩与混凝土外表面的不完全边结作用。     

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。     

坝后背管结构的受力性态与破坏特征研究

了比较准确研究坝后背管结构的破坏特征与内水压力、钢管直径及钢筋混凝土环的厚度等的关系,搜集了国内20座已建大坝坝后背管结构的相关资料,根据有限元方法采用大型ANSYS软件对不同内水压力p、不同钢管直径D及不同混凝土环厚度T的坝后背管结构的受力性态和破坏特征进行了研究.根据研究成果,提出了此种结构应据裂缝宽度极限状态建立其设计计算方法的建议.     

吉沙水电站高压钢岔管外包混凝土的受力研究

吉沙水电站引水系统采用对称"Y"形内加强月牙肋型钢岔管,分岔角为70°。设计内水压力约652.2 m水头,按明管设计,岔管布置在洞外,采用明挖回填,外设钢筋混凝土镇墩。由于施工原因,造成岔管主体一部分位于山体内,一部分位于洞外,使岔管外围约束不连续。为此,对岔管、外包混凝土及围岩整体进行了三维有限元计算分析,对不同边界条件下的受力状态进行了比较系统的计算研究和总结,以供岔管实际运行期分析参考。     

响水电站高压埋管设计

响水电站为高水头引水式电站 ,压力管道采用地下埋藏式。管道内径 4 3m ,最大设计水头 30 0m的大型钢管工程。采用钢衬、混凝土及岩石共同承受内水压力的结构进行设计 ,按不同洞段的受力情况 ,分别使用A3、 1 6Mn和WDL等钢板 ,用钢筋锚环作为钢衬稳定措施 ,以便于施工和保证回填混凝土的浇筑质量。上、下平段钢管外回填微膨胀混凝土 ,省去接缝灌浆工序 ,节省了工程投资和缩短了施工工期     

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。     

设置软垫层坝后背管接触非线性有限元分析

 以三峡水电站坝后背管为例,借助有限元软件ANSYS建立了坝后背管设置软垫层与内衬钢管面摩擦接触有限元模型,考虑接触非线性和混凝土开裂非线性,分析计算了设软垫层坝后背管、钢筋的受力性态及混凝土的开裂情况,结果表明：垫层能有效减小钢管向外围混凝土传递的内水压力,提高钢管的承载比,改善外围混凝土的应力状态。对设置软垫层的提出了优化建议。     

复合衬砌联合承担高内水压力的可行性分析

复合衬砌结构形式越来越多地应用于高内水压长距离输水隧洞中。该文结合珠三角水资源配置工程,对几种不同复合衬砌形式进行有限元分析,在联合受力模式下,以盾构管片接缝张开量为控制条件,分析不同复合衬砌结构形式在不同围岩条件下的应力变形特性,确定不同结构方案联合承担高内水压力的可行性,深化对不同复合衬砌联合受力特性的认识,为设计计算提供参考。     

黄登水电站压力钢管设计

黄登水电站压力管道为地下埋藏式,为巨型压力管道。考虑进水口布置和坝肩边坡开挖影响,以及地质条件、施工便利及施工保障可靠性等综合因素,通过多方案比较,压力钢管结构设计采用洞内明管方式设计,同时对压力钢管抗外压稳定进行复核。此外,根据压力钢管水文地质条件,压力钢管外回填混凝土与围岩之间、回填混凝土与钢管之间均设有排水系统,以确保压力钢管检修工况稳定运行。同时对钢管外进行回填灌浆、无盖重固结灌浆和帷幕灌浆设计。实际运行表明压力钢管运行状况良好。     

三峡右岸电站15号机组蜗壳采用直埋方案探讨

三峡右岸电站厂房15号机组蜗壳直埋方案的研究,其分析方法是:根据该方案线弹性三维有限元计算结果,配置蜗壳外围混凝土结构所需的钢筋,根据此配筋示意图,进行蜗壳与外围钢筋混凝土结构联合受力的非线性三维有限元分析.其分析又分为静力分析与动力分析两种.研究结果表明,采用直埋方案蜗壳外围混凝土结构内水压力承载比高,配筋量大,对混凝土结构的长期安全运行仍有需深入研究的问题.     

坝后背管结构优化设计

坝后背管是一种钢筋混凝土和钢管联合受力结构,在保证压力管道承载力和结构耐久性的前提下,存在着外包钢筋用量和钢管用量分担比率的优化问题。文章利用ANSYS强大的有限元计算功能和自动优化功能,对黄河积石峡水电站压力管道进行优化分析。     

地下埋藏式钢岔管三维有限元分析

结合某抽水蓄能电站的地下埋藏式钢衬钢筋混凝土岔管工程实例，采用Marc有限元软件，对钢岔管与围岩联合承载进行数值模拟。通过三维有限元线性和非线性计算，考虑了初始地应力、开挖支护引起的二次应力，以及钢衬与混凝土垫层间的初始缝隙对钢岔管受力和变形的影响，分析了岔洞开挖、支护及充水运行等工况下，钢衬、混凝土衬砌、围岩的应力和变形，得出了一些对工程有意义的结论。     

鸭池河水电站坝后背管取消伸缩节研究

采用有限元计算软件,将鸭池河水电站的大坝、岩体及引水钢管作为整体结构进行了三维有限元仿真分析。考虑温变荷载对引水钢管结构受力的影响,提出以稳定性准则设计引水钢管结构,采用垫层钢管代替伸缩节,降低了垫层钢管与混凝土间接触面上的径向压力,并使径向压应力变得比较均匀,避免了垫层钢管失稳屈曲破坏。     

地下高压管道的联合承压计算

本文推导了地下高压管道中钢衬、衬砌混凝土和围岩在施加内压的各个阶段中应力和位移的计算公式，这些公式适用于不同层间缝隙以及衬砌混凝土与围岩存在不同径向裂缝的情况，亦可应用这些公式计算混凝土与围岩产生径向裂缝时的临界内水压力和裂缝的开裂区半径，与同类计算公式相比，其精确性更高，适用性更广。