考虑衬砌和围岩相互作用的压力输水隧洞渗流特性研究

输水隧洞在高内部水压下可能发生渗流并引发破坏,为了最大限度地减少渗流损失以保证安全稳定性,输水隧洞需要建造合适的衬砌。本文使用基于ABAQUS的直接耦合方法模拟了输水隧洞的渗流作用,并评估了内部水压对多孔介质渗透率变化的影响。基于介质的弹性行为对数值解和解析解进行了验证。研究了最小化隧洞的渗流损失下衬砌内钢筋分布,结果表明,在相同的加固百分比下,混凝土衬砌中的小直径和小间距的钢筋布置可使隧洞的渗流损失量保持在较低水平。     

高压长引水隧洞衬砌结构分析

水工引水隧洞在水利水电工程中应用广泛,采用不同的衬砌形式及配钢筋量对隧洞工程的投资与工期有着决定性的作用,进而影响到电站的经济效益与运行安全,在高水头、高埋深条件下尤为突出.基于国外某水电站工程引水隧洞设计展开研究,参照国内外相应设计规范,采用公式法、边值法、有限元法等不同方法对不同围岩类别条件下衬砌配筋进行了计算分析...     

高压引水隧洞渗流分析研究

应用FLAC3D程序对可卡可多辛克雷尔水电工程两条高压引水隧洞三种工况的渗流场进行了数值仿真计算,研究了高压引水隧洞采用透水衬砌设计时,渗流场中水压的变化情况。结果表明:固结灌浆对降低隧洞的渗透压力有显著效果,一定要保证灌浆深度和质量;在施工完建期和检修期,隧洞的外水压力明显大于内水压力,充水运行期内外水压差别不大;检修期,放空速度对于引水隧洞的孔压变化情况有着十分显著的影响。     

高压水工隧洞衬砌承载结构稳定性分析

高压水工隧洞一般应用于大型工程建设,其安全性至关重要,因此,文章利用有限元软件ABAQUS建立高压水工隧洞模型,研究运营期衬砌结构的稳定性.结论表明:钢衬可以承受18-34％比例的弹性荷载,大大降低了围岩与衬砌结构的承载压力;当衬砌结构受内部高压受损开裂时,腰拱处受损最大,并往腰拱两侧继续发展,导致严重开裂处的局部接触...     

考虑地下水渗流影响的衬砌隧洞弹塑性分析

考虑地下水渗流场的作用,将含水围岩作为两相介质体,视外水压力为渗透水作用在围岩和衬砌应力场中的体积力,分别考虑围岩与衬砌的渗透系数,并基于岩体应变非线性软化特征,对衬砌隧洞进行弹塑性分析,得到了渗流场作用下围岩与衬砌的应力和位移解析计算式,并得到围岩开始产生屈服的极限应力。计算表明,当考虑渗透水压力作用时,围岩径向应力和切向应力都增大,并使围岩塑性区扩展;当隧洞围岩、衬砌材料的渗透系数差异显著时,不能简化为等渗透系数处理。     

地下引水隧洞施工期渗流分析

地下水位较高的引水隧洞开挖易受隧洞周围渗流场影响,存在渗透破坏风险。为研究高地下水位下施工期隧洞渗流场演变规律,以西霞院穿沁隧洞为依托,建立隧洞施工期三维渗流有限元分析模型,开展隧洞五个主要施工阶段渗流分析。结果表明:各施工阶段隧洞渗流场分布规律合理,检修井施工对原渗流场位势分布影响较大;沁河正常蓄水位下,各施工阶段隧洞渗流稳定满足要求;当水位上升至设计洪水位时,洞身开挖至６８４ｍ和１２５７ｍ阶段,最大渗透坡降超过土体允许渗透坡降,施工时应错开沁河高水位时期,并做好渗控措施;沁河正常蓄水位下各施工阶段隧洞渗流量最大单宽流量为２．７７ｍ２／ｄ,随水位上升,流量增加明显;隧洞各阶段施工前后,计算区域最大渗透坡降和单宽流量有所增加。研究成果可为相似引调水工程的设计和施工提供依据。     

渗流作用下输水隧洞应力和变形特性分析

富水区破碎带的地下洞室施工必须要考虑地下水渗流作用的影响。文章以辽宁省大风口水库新建输水隧洞为例,利用ABQUS软件进行有限元建模,分析了渗流作用下围岩变形和受力情况以及衬砌结构受力情况,结果显示拱腰部位水平应力较大而仰拱和拱顶部位竖向应力较大,在衬砌结构施工中应注意这3个部位的加固。     

引水隧洞的似马蹄形衬砌设计

有压引水隧洞钢筋混凝土衬砌的断面型式传统采用园形;结构分析则采用厚壁园筒公式。但园形断面底板浇注时上面须立模板,不便振捣。为维持洞内交通不致中断,往往先浇顶拱和边墙,后浇底板,以致边、底间的反缝(图1)不易浇满,形成漏水通道(近来采用拖模等措施,情况有所改善)。为便利交通,开挖时多采用平底。为此,可以先垫碴,日后清除;或如图1左侧多浇一角混凝土,形成园形     

高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌缺陷的修补

金华市沙畈电厂发电引水隧洞的高压平洞段钢筋混凝土衬砌施工,因施工等原因造成衬砌缺陷,经采用环氧树脂灌浆和环氧树脂砂浆等衬砌材料修补,效果良好.     

灌浆预应力高压引水隧洞衬砌结构设计计算研究

到目前为止,水电站高压引水隧洞灌浆预应力抗裂设计还没有详细的计算方法。为此,结合某水电站引水隧洞设计,采用有限元法,比较了非正常工况下不同衬砌厚度时衬砌的变形和应力状态,得出衬砌厚度为40~50 cm时较为合理。     

引水隧洞衬砌裂缝的成因分析及处理

某引水工程输水隧洞衬砌开裂严重,文中从设计、施工、温度、水荷载等方面分析了裂缝的成因,并提出了回填与固结灌浆、疏通排水管孔并设置反滤、裂缝柔性封堵与封闭等裂缝处理建议。     

引水隧洞三维渗流场分析研究

根据工程水文地质条件,建立引水隧洞渗流有限元计算模型。确定数值模拟边界条件,结合区域内的抽水和压水试验数据,采用反演分析算法计算初始渗流场,分析了引水隧洞开挖前后各区域段的初始渗流场分布规律并进行初步分析。     

莲花工程引水隧洞砼衬砌施工

莲花工程引水隧洞砼衬砌施工中，采用了大型钢模台车等先进的施工工艺，丰富了隧洞砼衬砌内容，具有许多独特之处。     

对流-导热作用下寒区水工隧洞衬砌热力耦合分析

寒区水工隧洞在通风条件下产生的温度变化会影响衬砌结构力学性能,进而影响水工隧洞的安全运行。以新疆布伦口水电站水工隧洞为依托,基于现场监测数据,采用有限元法对在不同风温、风速下隧洞不同深度处衬砌结构的热学、力学耦合特性进行深入分析。结果表明：不同风温下水工隧洞洞口衬砌温度低于洞内衬砌温度,洞口衬砌温度变化幅度大于洞内衬砌温度变化幅度;随着通风时间增加,一次衬砌与二次衬砌压应力均先减小后增大,最大压应力均位于拱腰处;不同风速下一次衬砌与二次衬砌最大温差为8.40℃,沿水工隧洞轴向与径向距离的增加,温度逐渐升高,风速、风温影响逐渐减小,最大温度拉应力位于拱腰,一次衬砌为0.12 MPa,二次衬砌为0.32 MPa;在不同风温和不同风速下,一次衬砌与二次衬砌位移均呈水平收缩、竖直隆起趋势。研究成果可为寒区水工隧洞衬砌优化设计提供理论参考。     

金家坝水电站引水隧洞衬砌型式设计

本文通过对金家坝水电枢纽工程引水隧洞衬砌型式的研究,确定出较优的衬砌型式组合,为其它工程提供一些经验。     

二滩工程引水隧洞的砼衬砌技术

二滩电站压力引水隧洞现浇钢筋砼衬砌施工工艺有许多独到之处，通过介绍模板工程，作业程序及材料配合比，可以使我们对其砼衬砌技术有一个粗略的了解。     

高地温引水隧洞围岩热——应力耦合分析

针对新疆某高地温环境下的圆形隧洞,采用有限元分析程序,分别对不同围岩半径下的温度场分布进行模拟,并以不同围岩半径下围岩与支护接触面处的温度作为围岩合理计算范围取值的参考,结合有关理论分析的结果,确定出围岩最佳计算半径。在此基础上进一步研究隧洞施工期围岩温度、应力和位移场在热—应力耦合作用下的分布问题。研究结果表明,当围岩外部温度为80℃、隧洞内部温度为5℃时,隧洞开挖后考虑温度和应力共同影响下的围岩最佳计算半径为24 m。隧洞围岩温度沿围岩厚度方向呈非线性递增变化。与常温(20℃)情况相比,高地温的存在会使隧洞围岩最大主应力减小,同时也会在隧洞拱顶和底拱处产生拉应力。