小湾水电站大型尾水调压室结构三维有限元数值分析

针对小湾水电站大型复杂尾水调压井洞室及衬砌结构,采用三维非线性有限元方法,对洞室开挖围岩稳定性和衬砌结构受力特性进行了计算分析.通过对衬砌按线弹性和非线性开裂两种计算方案进行比较,分析了空间多分调压井衬砌结构在不同工况下的应力分布及变形、开裂特性,从而为结构安伞评价及配筋提供合理建议.计算结果表明:洞室开挖整体稳定性较好,局部需加强支护;运行期的阻抗板孔口以及板与井壁连接处和检修期的岔管底角受力较大,应作为结构配筋的重点,并采取相应的加固措施以保证安全.     

岗曲河一级水电站调压井支护措施评价

岗曲河一级水电站调压井边坡外缘岩层较薄,风化严重。针对这种现象,采用ANSYS软件建立岗曲河水电站调压井山体地表、岩层模型,并通过程序将其转化为FLAC3D数值计算模型,利用FLAC3D软件对调压井进行开挖支护模拟。通过分析调压井衬砌结构及围岩在施工期和运行期的变形特性,评价现有支护措施对调压井在施工期及运行期的稳定性。模拟结果表明,利用FLAC3D对调压井支护措施进行模拟,能很好地反映工程实际问题,为调压井工程设计和施工提供参考和指导作用。     

基于ANSYS二次开发的立洲水电站调压井有限元内力计算及配筋研究

以四川木里河立洲水电站调压井工程为研究对象,对围岩稳定及衬砌结构内力分布与配筋等开展了较为深入系统的研究。通过ANSYS软件二次开发,利用APDL编制调压井任意断面的内力计算程序,对不同工况典型断面进行内力分析,获得了井筒沿高程内力分布图,对施工工况(锁口衬砌段)、运行工况(最高涌浪控制工况下井筒衬砌和底板配筋)提出了调压井衬砌结构的配筋建议。     

黑泉水库水电站调压井衬砌结构数值分析

黑泉水库电站调压井空间结构复杂,设计时只采用了简化平面结构进行配筋计算,对地下空间结构受力的复杂性考虑不足,无法反映衬砌结构与围岩的整体效应,很难实现合理准确配筋,经黄河水利委员会三维线性有限元强度复核,证实黑泉水库调压井底板及三岔洞配筋不足,需要采取处理措施.基于三维非线性有限元法,分析围岩固结灌浆、内衬钢板对调压井衬砌结构应力及三面临空边坡稳定的影响,最终优选出合理的加固处理方案.结果表明:需要采取围岩固结灌浆、内衬钢板组合方法才能满足强度要求,非线性有限元方法可以用于校核调压井内衬结构的强度,为同类工程提供了很好的参考.     

吉鱼水电站调压井结构特性及围岩稳定性

运用三维非线性有限元法，分析复杂地质条件下吉鱼露顶圆筒阻抗式调压井的围岩稳定性及结构特性．研究不同的衬砌厚度和围岩变形模量对调压井的结构特性的影响。     

某水电站调压井衬砌应力稳定分析

结合某水电站调压井实际工程,运用ANSYS结构有限元软件,模拟调压井实际开挖进程,进行井身衬砌应力稳定分析。从结果可以看出,调压井衬砌和围岩间的应力和变形均十分合理,计算精度较高,满足施工安全及衬砌合理化要求,为该工程顺利施工提供了理论依据。     

不利围岩条件下施工期调压井的动力有限元分析

调压井作为一种地下薄壁结构,其动力特性对于围岩地质条件十分敏感。本文结合一工程实例,运用瞬态动力学方法,在进行调压井自振特性分析的基础上,按照单纯考虑水平地震荷载作用及考虑水平与竖向地震荷载组合作用两种计算工况,对不利围岩地质条件下施工期调压井的动力响应特性进行了有限元仿真分析。结果表明:在水平与竖向地震荷载组合作用下,衬砌结构位移及应力的分布规律与单纯水平地震荷载作用情况基本相同,但其位移及应力均有所增大。由此说明,地震组合作用增加了衬砌结构的动力反应,竖向地震作用也会影响衬砌结构水平方向的动力反应。因此,在进行调压井结构的抗震设计时,考虑水平与竖向地震的组合作用是必要的。     

沐若水电站引水发电建筑物设计

马来西亚沐若水电站采用引水式地面厂房，总装机944 MW。主要介绍了水电站厂房区域边坡的支护设计、调压井结构设计、深埋引水隧洞设计、衬砌排水设计、主厂房设计等关键引水发电建筑物的设计过程。主要设计亮点有：将调压井上部井筒与下部阻抗孔设计成非同心结构，以增大两个调压井间距；对调压井分段分高程配筋，并对井筒围岩作灌浆处理以提高围岩承载力并减小渗透性；对引水隧洞的上平段及下平段分别采用了混凝土衬砌和钢衬钢筋混凝土衬砌；将隧洞衬砌外排水管网和钢衬外表面排水设计成盲沟，提高了钢衬抗外压失稳的安全度。     

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。     

基于ABAQUS对引水隧洞结构的有限元分析

本文以某水库工程中引水隧洞为研究对象,选取典型断面,利用ABAQUS软件建立围岩与衬砌结构的三维有限元模型。分析隧洞在施工期、完建期、运行期及检修期等不同工况下围岩与衬砌的变形和应力。结果表明,在现有荷载组合工况下,开挖期围岩总体是稳定的,仅断层破碎带变形相对较大,施工时应注意及时支护。据此分析隧洞围岩的稳定性及衬砌结构的工作性态,最终为开挖支护方案及衬砌结构配筋及优化提供依据。     

大型调压室围岩稳定分析

采用FLAC3D有限差分程序对某水电站大型长廊阻抗式调压井的洞室开挖围岩稳定、衬砌结构受力特性进行分析计算。分析了围岩和支护结构联合作用的机理,并提出相应的分析方法。结果表明：在现有的支护措施下围岩的稳定是有保证的,也说明采用有限差分法对围岩和支护结构联合作用进行分析是有效、可行的。     

围岩变形模量对调压井衬砌结构内力及配筋的影响

采用三维非线性有限元法分析了复杂地质条件下的姜射坝阻抗式调压井结构特性。给出了基于有限元计算应力进行配筋的计算原理和计算方法,研究了围岩变形模量以及横撑断面尺寸变化对调压井结构特性和配筋量的影响。     

穹顶施工技术在大截面水电站调压室工程中的应用研究

水电站工程中尾水调压井断面大截面以及大跨径会影响到尾水调压井围岩的稳定性,在设计过程中改变尾水调压井顶部的形状即采用穹顶状,可以解决上述问题。本文基于印度尼西亚PAKKAT水电站尾水调压井球冠穹顶所具有的大截面以及大跨径的特点,针对水电站实际施工过程,对开挖的施工技术、施工方法作了较为详细的阐述,具有一定的指导作用。     

庙林水电站调压室设计

庙林水电站调压室为地下阻抗式,为大型地下洞室结构,开挖内径达21m,室筒高75m,顸拱地质条件较差,约1／2为Ⅳ类围岩。经对调压室施工、运行期进行有限元分析,最终取消了顶拱球冠的钢筋混凝土衬砌,采用锚喷支护,减小了施工难度,节约了工程投资。施工期及运行初期观测结果表明,调压室变形在合理范围内。     

开建桥电站调压井围岩及支护结构研究

以四川省尼日河开建桥电站调压井为对象,探索和研究了用三维有限元方法模拟调压井的开挖效应;讨论了施工期调压井在开挖过程中应力分布情况与变形规律,以及不同工况下衬砌结构的稳定性;比较了5种衬砌结构的优化方案。分析表明,原设计方案是偏保守的,而对衬砌的结构优化是可行的,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

混凝土力学时空特性对衬砌支护设计影响研究

竖井支护设计对围岩稳定和施工安全具有重要意义,水利水电工程中采用正井法开挖引水竖井的工程案例较少。根据正井法施工特点,确定开挖、初衬以及拆模等工序需要的具体时间,考虑混凝土力学参数的时效特征,并结合所在区域的地质条件、岩体力学参数以及开挖进尺,对初衬设计厚度、强度以及拆模时间等进行了研究,形成了一套基于正井法施工,考虑衬砌混凝土力学参数时空特征条件下的衬砌设计方法。实践表明,考虑混凝土力学参数时空特征条件下的支护设计更加合理,具有一定经济和社会效益。     

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。