钢衬—钢筋混凝土压力管道的非线性有限元分析

本文首先对国外近年来钢筋混凝土非线性有限元方法的研究进展作了述评。文中提供了钢筋混凝土非线性特征的完整本构关系。这些非线性特征包括:混凝土及钢筋的非线性响应;多轴应力状态下混凝土开裂预测;开裂混凝土的裂后特征,包括钢筋暗销作用引起的剪力传递及混凝土张拉硬化现象等。这些本构关系在非线性有限元程序中实现,用于钢衬—钢筋混凝土压力管道的结构分析,包括预测管道的结构响应,裂缝分布及破坏荷载。最后对有限元分析结果与大比例尺模型试验结果及笔者提出的准解析结果作了对照分析。     

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度数学模型

从计算具有混凝土径向裂缝的管道结构位移出发，导出了计算钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度的半解析，半经验的实用数学模型，经与１：１比尺真实材料结构模型试验结果相对照，计算值与试验符合良好，文中还给出了算例并讨论了控制裂缝宽度的途径。     

黄河积石峡水电站压力管道非线性有限元分析

采用非线性有限元与解析法相结合,对积石峡水电站压力钢衬钢筋混凝土压力管道进行了钢衬厚度和钢筋配置设计,并分析产生裂缝的位置。计算结果表明结构设计合理、安全,满足工程要求。     

钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝计算公式研究

分析了用现有计算公式计算钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度的计算值与实测值的符合程度，建立了精确度较高的计算钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度的半理论半经验公式。     

钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度计算研究

 基于混凝土结构基本理论，结合大比尺结构模型试验，采用较合理的平均裂缝宽度计算模式和裂缝截面处钢筋应力计算方法，建立了新的钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度计算方法。算例表明，此方法力学概念明确，使用方便，计算结果与实测值吻合。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

为探究混杂钢-聚丙烯纤维混凝土力学性能,基于复合材料强度理论,在试验研究的基础上,对混凝土强度对比试验结果进行数值分析,并根据试验结果规律,给出了混杂钢-聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式,以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响,确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出,对混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比;混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好,可为同行业研究者们和工程应用提供参考。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋粘结破坏试验研究

为研究混杂纤维混凝土的力学特性,以纤维体积率和长径比为关键变量,采用单端中心拉拔试验方法,进行了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPHFRC)与带肋变形钢筋粘结破坏的试验研究,建立了粘结强度计算公式。试验结果表明:SPHFRC与变形钢筋之间的粘结强度与SPHFRC的强度正相关。相比于单掺钢纤维混凝土、单掺聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土,SPHFRC的极限粘结强度相应提高9.2%、20.8%和26.2%;混杂纤维不仅提高了钢筋周围混凝土的抗拉强度,同时提供了侧向约束,在钢筋混凝土粘结破坏的全过程路径中均发挥着有利作用。本文提出的SPHFRC与变形钢筋粘结强度计算公式明确清晰,适用性良好,为促进混杂纤维钢筋混凝土的应用提供有益的探索。具有互补性的混杂纤维,在正混杂效应下,可有效提高混凝土的综合力学性能。本研究可为相应技术规程提供理论支持与试验依据。     

下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道研究进展

总结了水电站下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道的发展与应用，及在仿真材料结构模型试验、拟解析解和有限元方法等方面的研究进展情况，指出了需进一步研究解决的问题。     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上,采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算,求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析.     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

 在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上，采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算，求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析。     

钢衬钢筋混凝土管道应力分析非线性理论概述

钢衬钢筋混凝土压力管道是水电站广泛采用的新型结构 ,结合工程应用 ,系统地总结了下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析的特点及进展情况 ,指出了进一步研究需要解决的问题     

聚丙烯纤维混凝土试验研究

对在混凝土中掺入聚丙烯纤维的工艺，以及掺入聚丙烯纤维后对混凝土性能的影响进行了试验研究。室内试验及工程应用结果表明，聚丙烯纤维混凝土能有效地减少混凝土塑性收缩裂缝，明显改善混凝土抗变形能力，有利于提高混凝土的耐久性。     

废弃聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能

通过改变废弃聚丙烯纤维和玄武岩纤维不同掺率组合,分析再生混凝土基本力学性能。结果表明:再生混凝土中掺入混杂纤维后抗压强度有不同程度降低,但低掺量废弃聚丙烯纤维对再生混凝土劈拉强度有明显提高作用。相对基准组混凝土而言,随着混杂纤维的不同掺率组合变化,除玄武岩纤维与废弃聚丙烯纤维比例为4∶1的实验组,其余各试验组的弹性模量均有不同程度的降低,而混杂纤维的掺入大大提高了混凝土的韧性。     

钢衬预应力混凝土压力管道设计方法

根据环形预应力作用机理，结合弹性地基粱理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道在结构施工阶段的验算方法，给出了预应力筋束的最大间距，确定了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制的方法，结合多层圆筒轴对称平面形变计算理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道运行阶段抗裂性能的验算方法，同时给出了钢衬预应力混凝土压力管道极限承载能力计算公式，     

清原电站压力管道有限元分析与结构优化

随着水利水电技术的发展,钢衬钢筋混凝土管在水电站的设计中得到广泛运用,这也对结构设计提出了更多要求。文章以辽宁省清原抽水蓄能电站坝后浅埋压力管道为例,利用有限元数值模拟分析的方法展开压力管道结构优化研究,结果显示优化后的压力管道结构有所改善,同时还减少了钢材的消耗量,有利于节省工程投资。     

聚丙烯纤维混凝土应用现状及浅见

随着聚丙烯纤维混凝土在国内应用范围日趋扩大．对其认识也更加深入．但因其应用时间不长．尚缺乏系统的试验分析和研究工作．资料不全．在使用过程中带有一定程度上的盲目使用纤维之混乱现象。针对目前现状．提出一些浅见．供同行参考。     

聚丙烯-玄武岩混杂纤维混凝土力学性能试验研究

利用正交试验法定量研究玄武岩纤维长度(A)、玄武岩纤维掺量(B)、聚丙烯纤维掺量(C)对混凝土强度的影响变化趋势,并进行统计分析。研究结果表明：玄武岩纤维(BF)与聚丙烯纤维(PPF)混杂呈现出正混杂效应,BF掺量的影响表现最显著。混凝土试件抗压强度随玄武岩纤维掺量的增加而降低,聚丙烯纤维最佳掺量范围为0.1%～0.15%,最优水平组合是A₂B₁C₂;劈拉强度和抗折强度最优水平组合是A₂B₂C₃。     

大比尺马蹄形钢衬钢筋混凝土压力管道试验研究

以三峡大坝背管压力管道为原型,按照1∶10进行几何缩尺,制作了内径达1.24 m的钢衬钢筋混凝土压力管道。使用新型内水压力施加方法,进行了模型试验,掌握了钢衬钢筋混凝土压力管道在内水压力作用下的工作机理。通过与同系列模型试验的比较,对钢衬钢筋混凝土压力管道模型试验有了进一步的认识。最后针对常规钢衬钢筋混凝土压力管道,参照相关领域研究成果,比较选择了符合试验结果的初裂荷载计算公式、裂缝间距最大缝宽计算公式以及管道强度设计公式,以供设计使用。     

三峡混凝土压力管道运行期温度影响研究

三峡水电站左岸机组采用坝后单管单机供水方式。为了研究温度对钢衬钢筋混凝土压力管道应力的影响，建立了有限元分析模型，采用ANSYS 软件进行了分析，并与模型试验结果进行了对比。有限元模型中设计了3种温度场，即内低外高、内高外低、均匀温升温度场。通过对比分析，钢管温度应力的有限元分析结果与模型试验结果吻合较好，有限元分析结果一般比模型试验结果小，误差基本在10%以内。有限元分析与模型试验结果表明：温度对钢衬钢筋混凝土压力管道运行期的影响不容忽视;在内外温度相差20℃以内时，温度对管道裂缝的影响一般为10-5~10-4 m，产生的应力为-35~35 MPa;对于均匀温升温度场，有限元计算分析结果与模型试验结果吻合不好，原因可能是多方面的，需要进一步研究。     

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝温度张合量数学模型

水电站运行期内因温度变化引起民钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土径向裂缝的张合变化，是混凝土裂后的特征的重要方面，本文运用热弹性交互定量导出径向裂缝温度张合量的公式，该数学模型糖度较高而且简捷方便，可供设计工程师使用。