固结灌浆对抽水蓄能电站围岩分担率的影响

结合已建抽蓄电站引水压力管道变形监测资料,通过计算,探讨围岩抗力系数对围岩分担率的影响。研究结果表明:(1)不同内水压力作用下,围岩抗力系数的变化对钢衬变形和应力影响均不显著,敏感性低,这一现象不仅与钢衬的变形量过小、影响和波及范围有限有关,还与围岩弹性模量较大有关;(2)随着围岩抗力系数的增大,钢衬的环向应力和径向位移变化甚微,围岩分担率也无明显变化;(3)对于不存在明显地质缺陷的Ⅲ、Ⅳ类围岩,试图通过固结灌浆提高围岩分担率可能不会得到明显效果,必要性很小。     

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。     

压气储能地下洞室密封钢衬的非线性力学响应特征

依托某压气储能电站实际工程,基于ABAQUS平台,研究密封钢衬应力的非线性影响因素,分别探究了围岩与混凝土材料非线性、密封钢衬-混凝土接触非线性的影响机理。结果表明,浅埋地下储气洞室围岩初始地应力水平不高,巨大气压导致围岩局部塑性屈服,混凝土严重开裂,密封钢衬高应力区-混凝土严重开裂区-围岩塑性区三者存在对应关系;考虑密封钢衬-混凝土之间的接触关系,使得密封钢衬应力分布更加均匀;检修期在重力影响下密封钢衬顶部与混凝土脱开,检修后再加压密封钢衬应力分布出现调整现象,顶部应力峰值和应力不均匀度有所增大;密封钢衬应力峰值随摩擦系数与缝隙值的增大而增大,当摩擦系数大于0.5时其影响不明显,随缝隙的变化梯度大致为30～40 MPa/mm;地下储气洞室密封钢衬受力分析时需同时考虑材料非线性与接触非线性,以保证密封钢衬具有足够的安全储备。     

卡洛特水电站埋藏式压力钢管联合受力研究

考虑钢管与围岩联合承载,采用有限元对钢管、回填混凝土与围岩组成的联合承载体进行了非线性的计算分析,将有限元计算结果与规范计算结果进行了对比,比较了内水压力、围岩与钢管缝隙等因素对钢管受力特性及围岩分担率的影响。研究表明:不同的内水压力下,围岩分担率不同,一般随内水压力的增加而减小。缝隙影响围岩的分担率,缝隙越小,围岩分担的内水压力就越大;当缝隙超过一定值时,钢管接近明管的受力状态。回填混凝土采用弹塑性断裂本构模型的实体单元模拟能较好地反映材料的力学性能,宜采用该方法对埋藏式压力钢管进行受力分析与工程设计。     

龙羊峡水电站压力钢管与混凝土联合作用试验取得成果

龙羊峡水电站的压力引水管道通过坝体,直径为7.5米,最大水头150米,包括水锤压力在内,内水压力近18公斤/厘米~2。在均匀内水压力作用下,坝体混凝土内圆形钢管的钢板和混凝土的应力状态如何?在以往的工程设计中,有的仅考虑钢衬单独承压;有的考虑钢筋和钢衬的作用;有的考虑钢衬、钢筋和混凝土共同作用。这关系到如何合理确定内水压力在钢衬和混凝土之间的分配,以及如何节约钢材、减薄钢衬厚度的问题,很值得研究。一些已运     

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。     

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。     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

将罚函数应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析 ,考虑了回填混凝土和围岩的弹塑性、初始地应力以及开挖支护引起的二次应力的影响 ,将更充分地发挥压力钢管的实际承载能力 ;考虑内水压力作用下钢衬的弯曲和剪切效应 ,对大直径管的应力将更接近于实际应力状态     

龙滩水电站左岸进水口钢衬接触灌浆施工

由于引水管道内的水流状态较复杂，进水口钢衬在水电站的运行过程中将承受巨大的动水压力，如果钢衬与周边混凝土不能共同传递水压，钢衬很容易失稳破坏，进而影响电站的安全稳定运行。为有效充填钢衬外壁与混凝土之间的缝隙，使钢衬结构能更好地与混凝土和围岩共同工作，通常采用接触灌浆方法进行。主要介绍龙滩水电站左岸大坝进水口钢衬接触灌浆的施工方案及工艺，对灌溉效果进行了评价。     

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     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

将罚函数应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析，考虑了回填混凝土和围岩和弹塑性、初始地应力以及开挖支护引起的二次应力的影响，将更充分地发挥压力钢管的实际的承载能力；考虑内水压力作用下钢衬的弯曲和剪切效应，对大直径管的应力将更接近于实际应力状态。     

高压引水隧洞的有限元计算

钢筋混凝土高压引水圆型隧洞的设计与计算,其中一个重要的内容是用有限元模型正确模拟地应力,以判断在隧洞开挖后围岩的2次应力场中的应力是否仍大于内水压力在围岩中产生的主拉应力,围岩会不会出现水力劈裂现象?也就是说,要保证运行期间不发生水力劈裂,只有按内水压力作用下的三次应力场中不出现拉应力(或者拉应力远小于围岩的极限抗拉强度)来确定围岩的承载能力方能保证这一点.用变温应力场来模拟地应力能够获得合理的位移与应力计算结果.隧洞混凝土衬体的配筋是由裂缝开展宽度计算确定的.通过模拟钢筋的有限元模型的钢筋工作应力的计算结果来确定混凝土的缝宽,将能够较全面地考虑包括隧洞体型尺寸、围岩弹模与弹性抗力、混凝土标号、衬厚、配筋量以及高压固结灌浆的残余应力等诸因素的影响,合理地确定配筋量.     

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坟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径向裂缝的情况，亦可应用这些公式计算混凝民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。     

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。     

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。     

内水压力重复加载作用下蜗壳外围钢筋混凝土的损伤分析

本文分析了三峡电站某直埋式蜗壳结构在内水压力重复加载下的混凝土损伤演变规律和钢蜗壳以及钢筋的受力特性,分析中考虑了钢蜗壳与外围混凝土间的摩擦接触特性,采用弹塑性损伤模型来描述混凝土的受拉损伤特性。研究表明,在历经内水压力的多次加、卸载循环后,蜗壳外围混凝土的损伤程度及范围虽有一定的增加并导致混凝土强度和刚度的相应退化和降低,但经一定的循环次数后,钢衬和钢筋的应力以及混凝土的损伤分布范围和程度将保持稳定状态。蜗壳外围混凝土出现稳定的损伤后,钢衬和钢筋承担的内水压力比例将比线弹性分析结果增大,从而能进一步发挥钢结构的承载作用。     

埋地压力输水钢管结构分析探讨

输水工程中,钢管因承压高、调节地基变形能力强、防渗性好等优点而得到大量采用。在这类工程中,输水管道往往工程量大,工程投资高,所以合理地进行管道结构设计尤显重要。本文通过计算输水压力钢管在不同内水压力和外压情况下需要的壁厚,得出钢管的壁厚选取主要受强度(最大环向应力和最大组合折算应力)、稳定(管壁截面的临界应力)和刚度(大竖向变形)控制。在给水工程设计中,应统筹考虑管道的设计内水压力、管道的外压,通过技术和经济比选确定钢管的材质和壁厚。本文对压力输水管道设计具有一定的指导意义。     

基于ANSYS考虑外围混凝土约束作用的底孔钢衬结构设计

以国外某水电站大坝底孔钢衬圆变方渐变段为研究对象，探讨考虑外围混凝土约束作用的底孔钢衬结构设计。采用三维有限元法分别计算了底孔渐变段钢衬在不同工况下的应力，与不考虑外围混凝土约束作用的计算结构对比表明：考虑外围混凝土约束作用的底孔钢衬结构设计可以有效缓解钢衬及加劲结构的应力集中现象，减小钢衬和加劲结构壁厚，降低加劲结构高度，增大加劲结构间距，进而减少钢衬的总重量，且方便钢衬制作安装。     

基于不同围岩特性的月牙肋钢岔管联合承载研究

月牙肋岔管和围岩的联合承载比例与结构的受力有密切关系,围岩弹性抗力系数K是影响其联合承载的重要因素。为研究与围岩联合承载状态下岔管的复杂应力分布规律,以某抽水蓄能电站为例,建立三维月牙肋钢岔管数值仿真模型,考虑定常间隙值的影响,研究不同K值对钢衬应力、围岩应力、接触滑移状态及联合承载比的影响。结果表明:岔管钢衬与围岩存在一定间隙的情况下,合理的围岩弹性抗力系数对于改善管壳应力分布和变形有着良好的作用,选择0.5 N/mm³作为钢岔管的临界围岩弹性抗力系数,既可充分利用钢岔管的材料强度,又能发挥围岩联合承载能力。     

基于压力拱理论的极软岩隧洞衬砌应力变形研究

软岩隧洞开挖后未能及时支护时,会导致围岩变形过大而坍塌,进而对后续衬砌结构造成不利影响。通过采用压力拱理论和数值模拟结合计算分析的方法,对仅一衬支护、仅二衬支护(厚度0.5、0.8 m和1 m)和一衬与二衬联合支护等3种工况下拱顶中心内侧、拱肩内侧和边墙中心内侧等3个监测点应力及变形进行分析。结果表明：仅一衬支护工况下3个监测点以及仅0.5 m厚度二衬边墙中心的拉应力均超过强度设计值,可能会发生拉坏现象;3种工况下作用在衬砌上的压应力均未超过设计强度值,说明衬砌在山岩压力的作用下出现压坏现象的可能性较小。研究结果可为极软岩隧洞坍塌形成压力拱后支护设计提供理论支撑。