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横观各向同性土体中压力隧洞的应力和位移计算

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岩土力学 2004年第3期25卷 459-463页

作者：刘干斌谢康和施祖元浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 浙江省建筑设计研究院浙江杭州310006

基于Biot固结理论,考虑了土体和孔隙流体压缩性,通过对控制方程的解耦,得到在横观各向同性饱和土体中圆形隧洞边界上作用随时间变化的轴对称荷载或流体压力所引起的应力、位移和孔隙水压力场在拉普拉斯变换域中的解析表达式,运用拉普拉... 详细信息

基于Biot固结理论,考虑了土体和孔隙流体压缩性,通过对控制方程的解耦,得到在横观各向同性饱和土体中圆形隧洞边界上作用随时间变化的轴对称荷载或流体压力所引起的应力、位移和孔隙水压力场在拉普拉斯变换域中的解析表达式,运用拉普拉斯数值逆变换进行算例分析,得到在时间域中的解,讨论了单级加载和循环加载对计算结果的影响,并与瞬时加载条件下的结果进行了比较。同时也分析了土体的横观各向同性性质对应力、位移和孔隙水压力场的影响。

关键词：解耦变荷载压力隧洞横观各向同性

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压力隧洞衬砌计算方法

水力发电学报 1998年第3期17卷 24-33页

作者：李青麒何其诚武汉水利电力大学水电学院

本文介绍一种压力隧洞的衬砌计算方法，并利用该方法对某水电站压力斜井进行了计算分析。该方法根据工程区域实测地应力资料回归拟合初始应力场，在此基础上模拟隧洞开挖、衬砌及衬砌与围岩间的初始缝隙，考虑在内水压力作用下衬砌与围... 详细信息

本文介绍一种压力隧洞的衬砌计算方法，并利用该方法对某水电站压力斜井进行了计算分析。该方法根据工程区域实测地应力资料回归拟合初始应力场，在此基础上模拟隧洞开挖、衬砌及衬砌与围岩间的初始缝隙，考虑在内水压力作用下衬砌与围岩联合作用，计算衬砌裂缝的分布，裂缝开展宽度及相应的配筋率等。

关键词：钢筋混凝土结构水力劈裂围岩压力隧洞衬砌

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压力隧洞充水运行过程的数值模拟分析研究

岩石力学与工程学报 1997年第5期16卷 453-460页

作者：张强勇俞裕泰中国科学院武汉岩土力学研究所武汉水利电力大学

在压力隧洞充水运行时，对衬砌与围岩之间的接缝采用接缝空腔单元模拟。运用荷载分级、变刚度迭代的三维弹塑性有限元法合理地模拟衬砌与围岩的接触过程。根据接触过程中衬砌塑性区、应力场和位移场的变化规律，在其可能开裂部位通过设... 详细信息

在压力隧洞充水运行时，对衬砌与围岩之间的接缝采用接缝空腔单元模拟。运用荷载分级、变刚度迭代的三维弹塑性有限元法合理地模拟衬砌与围岩的接触过程。根据接触过程中衬砌塑性区、应力场和位移场的变化规律，在其可能开裂部位通过设置预裂单元模拟衬砌开裂后其切向应力的释放、转移过程。最后通过一工程实例计算得出一些有实际工程参考价值的结论。

关键词：压力隧洞水工隧洞充水运行接缝衬切模拟

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压力隧洞渗透稳定的参数敏感性分析

北京工业大学学报 2013年第6期39卷 864-868页

作者：胡云进钟振黄东军冯仕能浙江大学建筑工程学院杭州310058 华东勘测设计研究院水道所杭州310014

为了研究压力隧洞渗透稳定性与围岩变模、围岩渗透系数、地应力、衬砌类型及厚度等的关系,建立了压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合计算模型,拟定了不同围岩渗透系数、不同围岩变模、不同初始地应力、不同衬砌类型及厚度等组合的一... 详细信息

为了研究压力隧洞渗透稳定性与围岩变模、围岩渗透系数、地应力、衬砌类型及厚度等的关系,建立了压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合计算模型,拟定了不同围岩渗透系数、不同围岩变模、不同初始地应力、不同衬砌类型及厚度等组合的一系列工况,运用上述计算模型对压力隧洞内水外渗进行了计算.根据计算结果,以隧洞综合透水率和破坏内水压力为渗透稳定性指标,对围岩渗透性、围岩变模、地应力及侧压力系数、衬砌是否配筋、衬砌厚度等影响因素进行了参数敏感性分析,给出了各参数对压力隧洞综合透水率及破坏内水压力的影响程度.研究成果可为压力隧洞设计,尤其是衬砌型式选择提供参考依据.

关键词：压力隧洞渗透稳定性衬砌内水外渗参数敏感性分析

基于黏结单元力学参数随机赋值的压力隧洞衬砌水力劈裂分析

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工程科学与技术 2019年第5期51卷 60-67页

作者：陈国龙郜会彩胡云进浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室浙江绍兴312000 浙江省山体地质灾害防治协同创新中心浙江绍兴312000

压力隧洞衬砌水力开裂的随机性威胁深埋压力隧洞的安全运行。为准确模拟内水压作用下压力隧洞衬砌的随机水力劈裂过程,将混凝土衬砌视为两相介质,借助商业软件ABAQUS与MATLAB,结合用户材料子程序二次开发,基于黏结单元力学参数的随机赋... 详细信息

压力隧洞衬砌水力开裂的随机性威胁深埋压力隧洞的安全运行。为准确模拟内水压作用下压力隧洞衬砌的随机水力劈裂过程,将混凝土衬砌视为两相介质,借助商业软件ABAQUS与MATLAB,结合用户材料子程序二次开发,基于黏结单元力学参数的随机赋值理论,建立压力隧洞衬砌内水外渗下的随机水力劈裂模型。首先,借助ABAQUS用户材料子程序二次开发,改进传统孔压黏结单元本构关系;利用改进的孔压黏结单元模拟衬砌中的初始缺陷等弱相,采用Weibull分布描述弱相力学参数的随机性;利用实体孔压单元模拟衬砌强相,强相材料参数取混凝土力学参数均值;内水压力按体力施加,建立压力隧洞衬砌渗流应力劈裂耦合分析模型;利用MAT-LAB对模型前处理与后处理。以某大型物理模型试验为例,采用本文模型进行压力隧洞衬砌的水力劈裂全过程模拟。结果表明:压力隧洞衬砌在高内水压下,不可避免发生开裂,出现内水外渗;衬砌裂缝分布稀疏,具有一定随机性;衬砌开裂部位钢筋应力先增长后回缩,与内水压力关系密切,内水外渗改善衬砌受力状况;提出的模型较好地模拟了压力隧洞衬砌在内水压作用下的随机水力劈裂特征、裂缝分布,且钢筋应力计算结果与模型试验实测结果吻合较好,为压力隧洞衬砌水力劈裂分析提供了一种可靠的方法。

关键词：孔压黏结单元压力隧洞水力劈裂 Weibull分布随机赋值渗流-应力耦合

压力隧洞新型预应力混凝土衬砌技术模拟试验研究

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中国水利水电科学研究院学报 2015年第1期13卷 14-19页

作者：黄昊刘致彬岳跃真郝巨涛流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院北京中水科海利工程技术有限公司北京100038

在现有压力隧洞预应力混凝土衬砌技术的基础上,提出了基于圆环形扁千斤顶技术的新型预应力混凝土衬砌隧洞新概念。实现这个设想的关键设备是圆环形扁千斤顶,是一个用薄钢板制成的中空圆形压力囊,利用液压通过有限的径向位移对隧洞混凝... 详细信息

在现有压力隧洞预应力混凝土衬砌技术的基础上,提出了基于圆环形扁千斤顶技术的新型预应力混凝土衬砌隧洞新概念。实现这个设想的关键设备是圆环形扁千斤顶,是一个用薄钢板制成的中空圆形压力囊,利用液压通过有限的径向位移对隧洞混凝土衬砌层外部施加均布压应力。室内模拟试验证明,采用薄钢板制作的圆环形扁千斤顶可以通过灌浆或注水对衬砌结构施加预应力,衬砌结构环向预压应力与注水压力呈线性关系,与理论结果一致。

关键词：压力隧洞预应力混凝土衬砌模拟试验扁千斤顶

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高内水压力隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝控制标准

水力发电学报 2020年第9期39卷 111-120页

作者：王玉杰陈晨曹瑞琅刘立鹏段庆伟中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

高压水作用下水工隧洞衬砌开裂难以避免,透水衬砌设计关键是确定衬砌与围岩联合承载条件下的钢筋混凝土衬砌结构受力特征和裂缝控制标准。本文基于压力隧洞衬砌裂缝起裂和扩展特点,分析了传统裂缝计算公式及以数值仿真计算方法的工程适... 详细信息

高压水作用下水工隧洞衬砌开裂难以避免,透水衬砌设计关键是确定衬砌与围岩联合承载条件下的钢筋混凝土衬砌结构受力特征和裂缝控制标准。本文基于压力隧洞衬砌裂缝起裂和扩展特点,分析了传统裂缝计算公式及以数值仿真计算方法的工程适用性,并针对衬砌的主要设计参数进行了裂缝宽度敏感性分析;通过裂缝控制标准解析、数值仿真及工程实际量测的结果对比,提出了衡量衬砌裂缝控制标准的关键依据。研究结果表明,尽管实测裂缝宽度往往大于限裂标准,但多数工程仍正常运行,现行国内外规范的裂缝控制标准过于苛刻,降低了支护结构材料的利用效率,应建立与工程实际相符合的裂缝宽度控制标准。兼顾压力隧洞的工程安全与经济效益,较合理的混凝土衬砌配筋率接近0.9%,衬砌厚度接近800 mm,裂缝宽度控制标准增加至0.35~0.5 mm。

关键词：压力隧洞公式法数值仿真裂缝控制标准配筋率衬砌厚度

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压力隧洞钢筋混凝土衬砌设计新方法

人民长江 1992年第1期23卷 48-54页

作者： A.施莱斯.齐利希赵越英

本文介绍一种考虑裂隙的压力隧洞钢筋混凝土衬砌的设计方法,这种方法考虑了衬砌与岩体中的渗透及与变形有关的衬砌渗透性,并以渗透压力洞的理论及关于钢筋混凝土中裂缝发展的较新知识为依据,尽可能实际地确定混凝土衬砌中裂缝的平均宽... 详细信息

本文介绍一种考虑裂隙的压力隧洞钢筋混凝土衬砌的设计方法,这种方法考虑了衬砌与岩体中的渗透及与变形有关的衬砌渗透性,并以渗透压力洞的理论及关于钢筋混凝土中裂缝发展的较新知识为依据,尽可能实际地确定混凝土衬砌中裂缝的平均宽度与间距,钢筋中和岩体中的应力及压力隧洞的渗漏损失。计算中按隧洞是在地下水位以上或是以下分别处理。还考虑了裂缝发展的过程和它对环向钢筋应力的影响。随后介绍了钢筋混凝土压力隧洞的基本设计准则并举例说明。

关键词：压力隧洞钢筋混凝土衬砌设计

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压力隧洞透水衬砌裂缝宽度计算方法探讨

水利水电科技进展 2009年第3期29卷 46-48,58页

作者：彭守拙清华大学水利水电工程系北京100084

在衬砌独立工作的前提下,提出一种透水衬砌裂缝宽度计算的简单方法。实例计算表明:若允许衬砌裂穿,裂缝在稳定渗流状态下的长期稳定开度较小,按透水衬砌限裂设计,可大量节省钢材,方便施工。

关键词：压力隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝宽度隧洞渗流