一、环形预应力锚束在隔河岩水电站发电引水隧洞衬砌中的应用(论文文献综述)
姚广亮,陈震,严振瑞,李晓克[1](2020)在《高内水压盾构隧洞预应力混凝土内衬结构受力分析》文中提出为准确计算高内水压力作用下盾构隧洞无粘结预应力混凝土内衬的受力情况,通过环形预应力机理分析,同时采用理论计算和三维有限元的方法,全面分析了施工、运行和检修等不同工况下隧洞衬砌管片和预应力混凝土内衬的受力性能,计算得到了内衬混凝土应力分布形态。计算结果表明:对于盾构输水隧洞,在高内水压力作用下,通过采用双层双圈布置钢绞线,可最大限度减少内衬槽口的尺寸,预应力混凝土内衬受力也满足规范要求。
郑怀丘[2](2020)在《长距离盾构输水隧洞双层衬砌结构力学特性研究》文中研究说明随着城市经济的快速发展,城市用水问题日益严重,为有效解决这一问题,跨区域调水工程是一项灵活、可靠的解决方案。本文以盾构输水隧洞双层衬砌结构作为研究对象,开展结构原位试验和数值仿真工作。根据现场的监测资料,初步分析了衬砌结构在外部水土压力下结构的受力变形响应。在此基础上,采用有限单元法建立三维精细化模型,进一步分析了双层衬砌结构在不同内水压力、不同地质条件以及施加预应力措施等条件下,衬砌结构的变形特征和力学特性,为长距离输水隧洞双层衬砌结构设计提供理论指导与技术支撑。本文的主要工作和研究结果总结如下:(1)简述了原位试验的工程地质和结构设计,依据监测数据对外衬管片的应力状态进行了初步分析,在此基础上建立了管片整环三维有限元模型,并与监测数据进行对比分析,结果较为一致,验证了模型的合理性;(2)建立双层复合衬砌三维有限元数值模型,分析了结构体系在内压为0.0~0.8MPa的力学响应和变形特性,根据数值预测,建议输水隧洞运营内压不宜超过0.4MPa;(3)通过研究管片环向变形、接缝张开量及螺栓应力,探究围岩参数的敏感性,数值计算结果表明,对于单一围岩,围岩约束效果随着围岩强度的增大而减小;对于上软下硬围岩,随着围岩差异性增大,对结构体系的变形较为不利;(4)初步分析了预应力措施对双层复合衬砌力学特性的影响,当内水压力超过0.35MPa时,应考虑施加预应力措施,以提高双层衬砌结构承载能力。
杨帆[3](2019)在《盾构隧洞预应力复合衬砌计算模型与承载性能》文中提出盾构隧洞预应力复合衬砌是首次在我国南水北调中线穿黄隧洞中提出的一种新型复合衬砌,该衬砌由外衬管片衬砌和内衬环锚预应力衬砌组合形成,为盾构输水隧洞在不良地质条件下面临大断面、深埋深、高内压、高防渗要求等技术难题时提供了一个新的解决方案。然而目前预应力复合衬砌在全世界范围内仅有穿黄隧洞一例,与之相关的设计理论、计算模型、工程实践经验等还不够完善,其内外衬传力机理与承载性能尚不明晰。因此,本文采用理论分析、数值模拟等研究手段,结合现场监测、模型试验等研究成果,对盾构隧洞预应力复合衬砌展开研究,旨在提出预应力复合衬砌的计算分析模型并揭示预应力复合衬砌的承载性能特征,主要的研究内容和取得的研究成果如下:(1)建立了带衬垫管片接头和无衬垫管片接头三维有限元精细模型,采用接头抗弯荷载数值试验对比了两种接头的弯矩-转角关系曲线,揭示了弹性衬垫对管片接头的“软化”作用;基于管片接缝界面模型,提出了带衬垫管片接头理论分析模型,并将计算结果与接头荷载数值试验结果进行对比,验证理论分析模型的可靠性;采用带衬垫管片接头理论分析模型对接头的承载性能进行参数分析,得到了接头弹性衬垫、螺栓等相关参数对管片接头承载性能的影响规律。(2)提出了管片接头简化的三维实体-弹簧模型,采用简化模型进行接头抗弯荷载试验,并将计算结果与三维精细模型和理论分析模型计算结果进行对比,验证接头简化模型的可靠性;基于接头实体-弹簧模型,建立了整段管片衬砌数值模型,分析了管片衬砌在外荷载作用下的变形、应力、轴力及弯矩分布规律;提出了考虑错缝拼装效应的整段管片衬砌二维梁-弹簧模型,将其与三维实体-弹簧模型对比验证,揭示了接头弹性衬垫、螺栓等相关参数对整段管片衬砌承载性能的影响规律。(3)以小浪底排沙洞为研究对象,建立了环锚预应力衬砌三维有限元模型并与现场监测结果对其进行对比验证;提出了环锚预应力衬砌三维简化壳模型和二维简化梁模型,并将计算结果与三维有限元模型进行对比,验证简化模型的可靠性;结合三维有限元模型和简化模型计算结果,分别从应力、轴力和弯矩的角度揭示了环锚预应力衬砌在锚索张拉和充水运行时的承载性能特征,同时指出了环锚预应力衬砌混凝土的薄弱环节。(4)分别对的预应力复合衬砌内外衬设垫层、直接浇筑、设插筋三种结合面处理方式进行传力机理理论解析,结合管片衬砌和环锚预应力衬砌简化模型研究成果,提出了预应力复合衬砌梁-组合弹簧-梁计算模型;采用提出的计算模型,揭示了垫层刚度、粘结强度和插筋用量对预应力复合衬砌内外衬传力的影响规律,探明了不同的内衬施作时机、内外衬层间渗水和衬砌超载运行导致的荷载变化对预应力复合衬砌内外衬内力的影响。(5)以南水北调中线穿黄隧洞为研究对象,采用所提出的盾构隧洞预应力复合衬砌梁-组合弹簧-梁计算模型,结合三维有限元计算结果以及1:1仿真模型试验成果,对穿黄隧洞预应力复合衬砌插筋模型和垫层模型在张拉工况和充水工况下应力、变形、轴力、弯矩等进行了对比分析,揭示了预应力复合衬砌的承载性能特征,阐明了预应力复合衬砌垫层模型在材料利用率、安全余度、防排水能力和结构稳定性等方面的优势。
荆锐[4](2018)在《环锚无黏结预应力混凝土衬砌计算方法与锚固可靠性研究》文中进行了进一步梳理相对于环锚有黏结预应力衬砌而言,环锚无黏结预应力混凝土衬砌仍处于一个雏形阶段,截至目前为止,它依然是高运行水位、工程所处区域岩体条件不理想以及衬砌开裂后恐影响周边建筑物或边坡稳定性的重大输水排水隧洞工程。环锚无黏结预应力衬砌具有锚索沿程预应力损失小、衬砌中的压应力分布均匀、衬砌厚度相对较小、锚具槽数量少、工程造价低和建设周期相对较短等优势。所以,作为正在实施中《水工隧洞设计规范》所推荐的一类新兴衬砌型式的环锚无黏结预应力混凝土衬砌将在今后水利工程中大放光彩。尽管如此,此类衬砌仅在小浪底排沙洞工程等少数工程上得以应用,工程案例相对偏少,同时现有研究多数偏重于方案设计、施工管理等领域。所以,环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构在设计参数计算、锚固区域优化及其可靠性论证都存在一些亟待解决的问题。将小浪底排沙洞作为主要研究对象,以分析其力学和数值有限元模型为主要研究手段,透过小浪底工程多年实际观测数据对环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构进行分析和研究。现将研究结果总结如下:通过对环形衬砌结构弹性力学模型的研究,可以得出环锚无黏结预应力混凝土衬砌的邻锚效应区公式、确定了最大锚索间距的迭加公式,还得到了衬砌厚度及锚索根数的新算法。经验证,理论计算结果与实际观测数据的拟合度较高,而且适用于实际工程中。在环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构有限元建模基础上,结合正交试验理论对其在最高运行水位(120m)时薄弱位置处所产生的最大拉应力进行了分析,得出了适用于该运行水位情况下关键设计参数的最佳组合。同时,在环锚无黏结预应力混凝土衬砌运行期围岩和灌浆圈的作用研究中,发现围岩弹性模量越大,对内水压力的分担作用越明显,而灌浆圈分担内水压力效果不理想。经过对已建工程实例中锚具槽区域出现的种种问题分析后,进一步得到针对锚具槽区域的“强化密实&弱化黏结”新设计方法及其布置优化方案。从有限元分析结果和与运行期衬砌实际观测数据对比结果来看,优化后结构在相同内水压力作用下整个衬砌环向应力均匀,最小环向应力仍为压应力,满足衬砌全预应力的要求。该分析结果对今后类似工程设计有一定借鉴意义。在对环锚无黏结预应力混凝土衬砌锚固可靠性的影响因素分析后看出温度变化对预应力锚索的应力状态具有显着影响,其余因素影响较小;并模拟了环锚无黏结预应力混凝土衬砌运行期间假设端部第一根锚索失效这一最不利工况。
沈兆伟[5](2016)在《无黏结预应力衬砌锚具槽区域应力状态及改善方法分析》文中认为环锚无黏结预应力混凝土衬砌作为一种新型的预应力衬砌结构型式主要适用于压力水头较高、围岩厚度较薄、围岩地质条件较差以及衬砌开裂后渗水可能导致邻近建筑物或边坡失稳的水工隧洞结构中。与环锚有黏结预应力衬砌相比,其具有以下优点:无黏结预应力衬砌中锚索沿程预应力损失更小,能够使衬砌中的压应力分布更均匀,衬砌的厚度也可以适当减小,采用双圈布置时可节省近一半的锚具槽,这样就能够节省材料并且降低施工的难度,从而节省工程造价和减少工期,因此也被现行规范确立为宜优先选用的衬砌结构型式,在未来水利工程建设中有着广阔的应用前景。目前,这种衬砌型式仅在小浪底工程的三条排沙洞和大伙房水库输水隧洞中得到应用,由于工程实例较少,且已有研究大多集中在方案设计、施工组织、试验组织及试验成果分析等方面,无黏结预应力衬砌技术在设计理论、结构优化和锚固失效机理及对策研究等方面都存在一些亟待解决的问题。本文以小浪底排沙洞为例,采用ANSYS有限元计算与原观数据相结合的方法,对运行期环锚无黏结预应力衬砌中的薄弱环节即锚具槽区域的应力状态进行了探讨。结果表明:基于“回填混凝土与衬砌有效黏结”理论下衬砌锚具槽端部以及整个回填混凝土区域在设计水位下均会承受较大的有害拉应力,要避免开裂几乎不可能。通过对假定的不同开裂位置下锚具槽局部区域应力状态的分析,得出衬砌的开裂一定程度上释放了锚具槽区域较大的拉应力,但释放效果不显着。借此本文提出了“强调回填混凝土密实性,弱化与衬砌黏结作用”的设计思路,并进行了相应的可行性分析。通过对实测数据的整理,以及借助有限元分析结果,对运行期衬砌开裂进行了实测论证,同时也对运行期围岩对内水压力的分担比进行了探讨和分析,分析结果对今后工程的设计有一定的借鉴意义。
随春娥[6](2014)在《小浪底无粘结环锚预应力混凝土衬砌结构应力状态及安全评价分析》文中进行了进一步梳理无粘结环锚预应力混凝土衬砌结构是应用在水工隧洞中的一种新型结构形式,该结构主要适用于衬砌围岩地质条件较差,衬砌中的水压力较大,以及衬砌产生开裂之后水渗入围岩导致周围建筑物失稳的水工隧洞结构中。作为一种新型的结构形式,无粘结预应力混凝土衬砌具有其特殊的优点:衬砌中钢绞线采用双圈环绕的形式,使衬砌中的压应力分布更加均匀,锚索的沿程预应力损失更小,与有粘结衬砌相比有效预压应力增大,因此衬砌的厚度可以适当减小,这样就能够节省材料,减小开挖量,降低施工的难度和工程造价,有效的加快施工进度。鉴于无粘结环锚预应力混凝土衬砌具有的优势,这种结构在我国水工隧洞中有着广阔的应用前景。黄河小浪底排沙洞是我国第一例采用无粘结双圈环绕预应力混凝土衬砌这种结构形式的水工隧洞。在施工阶段,小浪底排沙洞中埋设了混凝土应变计、钢筋计、无应力计、锚索测力计、渗压计和测缝计等154支观测仪器。小浪底排沙洞从1997年施工,1999年投入运行,使用至今已十几年。在此期间,排沙洞经历了各种设计工况的考验。工程中所埋设的观测仪器积累了数万组观测数据。本文对这些采集的数据进行了系统的整理分析,以了解小浪底工程排沙洞在施工与运行过程中混凝土衬砌应力、应变发展变化的规律,从而判断结构是否合理和安全。本文应用ANSYS有限元分析软件对小浪底排沙洞进行建模分析,分别对锚索张拉阶段的施工期和加水压后的运行期的衬砌应力状态进行分析,并将结果与监测数据进行对比,看出两者具有很好的一致性。结果表明,在整个衬砌结构中,锚具槽部位的受力状态是最复杂的,最大最小环向应力均出现在锚具槽附近,轴向和径向还出现了较小的拉应力。针对在小浪底排沙洞衬砌施工和运行过程中暴露出的问题,尤其是锚具槽部位的漏油等现象,本文对小浪底排沙洞环锚预应力混凝土衬砌的结构设计方案、预应力筋的布置以及锚具槽的布置等内容进行优化设计,并采用有限元软件模拟分析。研究结果表明:优化后的结构薄弱区范围明显减小,锚具槽附近的应力分布更均匀,具有明显的经济效益,对于今后的工程具有一定的参考价值。根据实测数据和模拟结果对整个无粘结预应力排沙隧洞段的安全使用状态进行评价分析,采用定性与定量结合的方法,并主要通过锚索测力计的监测数据、渗压计的监测数据、衬砌混凝土的应力状态这三个指标进行安全评价分析。结果表明,通过安全评价,认为排沙洞能保证正常使用,不会出现开裂和渗漏。文中建立的小浪底排沙洞施工和运行过程中的安全状态预警预报系统,可以对今后类似工程的设计优化和这种新型结构的推广使用提供依据。
亢景付,王磊[7](2014)在《温度变化对小浪底水库排沙洞无粘结预应力衬砌结构应力状态的影响》文中进行了进一步梳理小浪底排沙洞是我国第一个采用无粘结预应力混凝土衬砌结构的高压水工隧洞,结合工程运行过程中的观测数据,对温度作用下混凝土应变计的应变变化规律和基于应变监测数据的温度应力计算方法进行了探讨,分析了温度变化对预应力衬砌结构应力状态的影响。结果表明,温度变化对衬砌结构的应力状态会产生比较大的影响,当温度升高时,衬砌中的温度压应力也随之增大;且温度相同时衬砌内侧受到的影响更大。
梁岩,罗小勇,万翱宙[8](2014)在《南水北调穿黄隧洞工程预应力混凝土施工技术》文中进行了进一步梳理在简要介绍南水北调穿黄隧洞断面结构及锚索布置的基础上,详细介绍了该隧洞衬砌施工中采用的有黏结后张法环形预应力混凝土施工工艺,具体分析了混凝土浇筑、锚索张拉、锚具槽回填、孔道灌浆等工序的施工流程、方案及施工技术。施工实践表明,南水北调穿黄隧洞工程是有黏结后张法环形预应力混凝土施工技术在我国大洞径、高水头有压输水隧洞衬砌结构工程中的又一次成功应用,完全满足对预应力控制的条件,各项指标均达到设计要求,取得了较好的效果。
王晓哲,亢景付,随春娥[9](2013)在《环锚预应力混凝土衬砌隧洞安全监测技术》文中认为结合国内所有大型环锚预应力混凝土衬砌隧洞水利工程的设计及施工资料,分析总结了各自的安全监测方法、仪器、施工技术等内容,并研究归纳出针对环锚预应力混凝土衬砌隧洞结构的安全监测技术及要求,对环锚预应力混凝土衬砌隧洞结构的发展提供支持。
贾硕[10](2014)在《环锚预应力混凝土衬砌结构锚具槽区域的应力状态分析》文中研究表明无粘结环锚预应力衬砌结构是应用在水工隧洞中的一种新型结构形式,该结构主要适用于衬砌围岩地质条件较差、衬砌中的水压力较大以及衬砌开裂水渗入围岩后能够导致周围建筑物失稳的水工隧洞结构中。无粘结预应力衬砌结构作为一种新型的衬砌结构形式具有其特殊的优点:无粘结衬砌中钢绞线采用双圈环绕形式,能够使衬砌中的压应力分布更均匀,锚索的沿程预应力损失更小,与有粘结衬砌相比有效预压应力大,衬砌的厚度可以适当减小,这样就能够节省材料减小开挖量,大大降低了施工的难度和工程造价,有效的加快施工的进度。鉴于无粘结环锚预应力混凝土衬砌的优势,可以看出这种结构在我国水工隧洞中有着广阔的应用前景。目前,这种衬砌形式只在小浪底工程的三条排沙洞和大伙房水库输水隧洞中得到应用,从这两个工程的运行情况来看,该结构也暴露出一些问题,尤其是锚具槽部位,通过对小浪底工程试验段进行观测发现,小浪底锚具槽存在漏油现象,锚具槽部位是整个结构的薄弱环节。本文主要应用ANSYS有限元分析软件对小浪底2号排沙洞建模分析,分别对锚索张拉阶段的施工期和加水压后的运行期的锚具槽区域的应力状态进行分析,并将施工期的结果与2号排沙洞试验段的监测数据进行对比,看出两者具有很好的一致性。计算结果表明,锚具槽部位的受力状态是整个结构最复杂的,最大最小环向应力均出现在锚具槽附近,轴向和径向还出现了较小的拉应力。为了解决这个问题,本文在最后一章对锚具槽位置做了优化,并对其进行施工期和运行期的有限元分析,从结果可以看出,优化后的结构薄弱区范围明显减小,锚具槽附近的应力分布更均匀,对于今后的工程具有一定的参考价值。
二、环形预应力锚束在隔河岩水电站发电引水隧洞衬砌中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、环形预应力锚束在隔河岩水电站发电引水隧洞衬砌中的应用(论文提纲范文)
(1)高内水压盾构隧洞预应力混凝土内衬结构受力分析(论文提纲范文)
1 工程概况 |
2 环形预应力作用机理 |
3 理论计算结果 |
4 三维有限元分析 |
4.1 模型构建 |
4.2 分析要点及工况 |
4.3 分析结果 |
5 结 语 |
(2)长距离盾构输水隧洞双层衬砌结构力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 盾构输水隧洞衬砌结构工程现状 |
1.2.2 复合衬砌试验研究 |
1.2.3 复合衬砌数值模型 |
1.3 已有研究尚存在的问题 |
1.4 研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 双层衬砌原位试验 |
2.1 背景简介 |
2.2 地质条件 |
2.3 外部水土压力作用下的结构响应 |
2.4 内水压力作用下的结构响应 |
2.4.1 内压加载方案 |
2.4.2 内压加载试验分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 三维精细化数值仿真模型 |
3.1 基本假定与简化数值模型验证 |
3.2 材料本构参数 |
3.3 接触关系 |
3.4 几何模型及网格 |
3.5 模型荷载及边界条件 |
3.6 数值仿真对比分析 |
3.6.1 外水土压力单外衬数值仿真分析 |
3.6.2 内压作用下双层衬砌模型验证 |
3.7 本章小结 |
第四章 不同内压下衬砌结构响应 |
4.1 力学特征 |
4.1.1 钢筋应力 |
4.1.2 螺栓应力 |
4.1.3 内外衬轴力及弯矩 |
4.2 变形特征 |
4.2.1 环向变形 |
4.2.2 管片内外侧接缝张开量 |
4.3 本章小结 |
第五章 多种地质下衬砌结构响应 |
5.1 不同风化程度围岩影响 |
5.1.1 环向变形 |
5.1.2 接缝张开量 |
5.1.3 螺栓应力 |
5.2 上软下硬复杂地层 |
5.2.1 管片环向变形 |
5.2.2 接缝张开量 |
5.2.3 螺栓应力 |
5.3 本章小结 |
第六章 预应力衬砌结构响应 |
6.1 工程现状 |
6.2 三维精细化模型 |
6.3 变形特征 |
6.3.1 环向变形 |
6.3.2 接缝张开量 |
6.4 力学特征 |
6.4.1 钢筋应力 |
6.4.2 螺栓应力 |
6.5 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目 |
致谢 |
附件 |
(3)盾构隧洞预应力复合衬砌计算模型与承载性能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状与分析 |
1.2.1 盾构隧洞管片衬砌 |
1.2.2 环锚预应力衬砌 |
1.2.3 盾构隧洞复合衬砌 |
1.3 存在的问题 |
1.4 主要研究内容、方法及技术路线 |
1.4.1 研究内容与方法 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 管片接头分析模型与承载性能 |
2.1 引言 |
2.2 管片接头抗弯荷载数值试验 |
2.2.1 试验概况 |
2.2.2 材料本构关系 |
2.2.3 三维有限元精细模型 |
2.2.4 荷载及边界条件 |
2.2.5 计算结果分析 |
2.3 带衬垫管片接头理论分析模型 |
2.3.1 计算模型假定 |
2.3.2 正弯矩工况计算模型 |
2.3.3 负弯矩工况计算模型 |
2.3.4 理论计算与数值试验结果对比 |
2.4 接头抗弯承载性能关键参数分析 |
2.4.1 止水衬垫的影响 |
2.4.2 弹性衬垫厚度的影响 |
2.4.3 弹性衬垫硬度的影响 |
2.4.4 螺栓预紧力的影响 |
2.4.5 螺栓长度的影响 |
2.4.6 螺栓总截面积的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 盾构隧洞管片衬砌计算模型与承载性能 |
3.1 引言 |
3.2 管片接头简化数值模型 |
3.2.1 接头实体-弹簧模型 |
3.2.2 弹簧数量的影响 |
3.2.3 接头抗弯荷载试验对比 |
3.3 管片衬砌三维有限元计算分析 |
3.3.1 计算条件 |
3.3.2 管片衬砌实体-弹簧模型 |
3.3.3 计算结果分析 |
3.4 管片衬砌简化梁-弹簧分析模型 |
3.4.1 单环管片衬砌梁-弹簧模型 |
3.4.2 整段管片衬砌梁-弹簧模型 |
3.4.3 模型计算结果对比 |
3.5 管片衬砌承载性能关键参数分析 |
3.5.1 弹性衬垫厚度的影响 |
3.5.2 弹性衬垫硬度的影响 |
3.5.4 螺栓预紧力的影响 |
3.5.5 螺栓长度的影响 |
3.5.6 螺栓总截面积的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 环锚预应力衬砌计算模型与承载性能 |
4.1 引言 |
4.2 环锚预应力衬砌三维有限元模型 |
4.2.1 计算条件 |
4.2.2 环锚预应力计算与模拟 |
4.2.3 三维有限元模型 |
4.2.4 模型验证 |
4.3 环锚预应力衬砌承载性能 |
4.3.1 张拉工况承载性能 |
4.3.2 充水工况承载性能 |
4.4 环锚预应力衬砌简化计算模型 |
4.4.1 简化壳模型 |
4.4.2 简化梁模型 |
4.4.3 计算结果对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 预应力复合衬砌计算模型与受力特性 |
5.1 引言 |
5.2 预应力复合衬砌计算模型 |
5.2.1 复合衬砌结合面处理方式 |
5.2.2 内外衬相互作用机理 |
5.2.3 梁-组合弹簧-梁模型 |
5.2.4 荷载工况组合 |
5.3 结合面处理方式对传力的影响 |
5.3.0 计算条件 |
5.3.1 垫层刚度对传力的影响 |
5.3.2 粘结强度对传力的影响 |
5.3.3 插筋用量对传力的影响 |
5.3.4 内外衬传力对比分析 |
5.3.5 承载性能对比分析 |
5.4 荷载条件对衬砌内力的影响 |
5.4.1 内衬施作时机对衬砌内力的影响 |
5.4.2 层间渗水对衬砌内力的影响 |
5.4.3 超载运行对衬砌内力的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 穿黄隧洞预应力复合衬砌承载性能 |
6.1 引言 |
6.2 工程背景介绍 |
6.2.1 穿黄隧洞工程概况 |
6.2.2 穿黄隧洞1:1 仿真模型试验 |
6.3 穿黄隧洞三维有限元分析 |
6.3.0 计算条件 |
6.3.1 穿黄隧洞三维有限元模型 |
6.3.2 三维有限元模型验证 |
6.3.3 外衬环向应力分析 |
6.3.4 内外衬变形分析 |
6.3.5 内衬环向应力分析 |
6.4 穿黄隧洞简化模型分析 |
6.4.1 穿黄隧洞梁-组合弹簧-梁模型 |
6.4.2 轴力计算结果分析 |
6.4.3 弯矩计算结果分析 |
6.4.4 内外衬传力分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻博期间发表的与学位论文相关的科研成果 |
攻读博士期间发表的论文 |
攻读博士期间参与的主要科研项目 |
致谢 |
(4)环锚无黏结预应力混凝土衬砌计算方法与锚固可靠性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 预应力混凝土衬砌结构研究现状 |
1.2.1 预应力混凝土衬砌的分类 |
1.2.1.1 灌浆式预应力混凝土衬砌结构 |
1.2.1.2 机械式预应力混凝土衬砌结构 |
1.2.2 环锚预应力混凝土衬砌结构型式及特点 |
1.2.3 隧洞衬砌设计计算方法概述 |
1.2.4 环锚预应力混凝土衬砌技术应用概况 |
1.3 问题提出及本文主要研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 本文主要研究内容 |
1.3.3 研究技术路线 |
第2章 已建环锚预应力混凝土衬砌工程概况 |
2.1 已建工程的设计资料及结构布置 |
2.1.1 已建工程设计资料 |
2.1.2 清江隔河岩水电站引水隧洞 |
2.1.3 天生桥水电站引水隧洞 |
2.1.4 小浪底排沙洞工程 |
2.1.5 南水北调穿黄隧洞 |
2.1.6 辽宁大伙房输水工程 |
2.2 已建环锚预应力混凝土衬砌工程对比 |
2.2.1 两种环锚预应力混凝土衬砌结构形式的比较 |
2.2.2 已建工程锚具槽布置对比及回填方法 |
2.3 已建工程的结构设计及相关规范规定的存在问题 |
2.4 本章小结 |
第3章 环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构计算方法研究 |
3.1 环锚无黏结预应力混凝土衬砌三维有限元分析 |
3.1.1 环锚无黏结预应力混凝土衬砌有限元建模 |
3.1.1.1 有限元模型参数的选取 |
3.1.1.2 有限元模型的预应力施加方法 |
3.1.1.3 环锚无黏结预应力混凝土衬砌有限元模型 |
3.1.2 环锚无黏结预应力混凝土衬砌实测数据验证 |
3.1.3 环锚无黏结预应力混凝土衬砌运行期间薄弱位置分析 |
3.2 环锚无黏结预应力混凝土衬砌的邻锚效应问题 |
3.2.1 邻锚效应问题弹性理论解析 |
3.2.1.1 基本假定 |
3.2.1.2 弹性力学理论模型 |
3.2.1.3 无限长预应力混凝土衬砌计算模型 |
3.2.1.4 半无限长预应力混凝土衬砌计算模型 |
3.2.2 邻锚效应问题实例验证 |
3.2.3 邻锚效应的有限元模型 |
3.2.3.1 衬砌端部轴向约束的确定 |
3.2.3.2 预应力加载方式 |
3.2.4 邻锚效应有限元结果分析 |
3.3 环锚无黏结预应力混凝土衬砌最大锚索间距的确定办法 |
3.4 环锚无黏结预应力混凝土衬砌厚度与锚索根数算法 |
3.4.1 环锚预应力钢筋作用的等效形式 |
3.4.2 均匀内水压力作用下衬砌应力计算 |
3.4.3 环锚预应力混凝土水工隧洞衬砌厚度计算 |
3.4.3.1 无内水压力情况 |
3.4.3.2 有内水压力情况 |
3.4.3.3 工程实例试算 |
3.4.4 预应力锚索根数理论计算 |
3.4.4.1 全预应力设计理论 |
3.4.4.2 部分预应力设计理论 |
3.5 基于正交试验理论的关键设计参数最优组合研究 |
3.5.1 正交仿真试验设计 |
3.5.1.1 因素及水平的选择 |
3.5.1.2 正交表的确定 |
3.5.2 试验结果与分析 |
3.5.2.1 试验结果的直观分析 |
3.5.2.2 试验的统计模型分析 |
3.5.3 衬砌设计参数优化前后环向应力对比 |
3.5.3.1 锚索作用面环向应力对比 |
3.5.3.2 相邻锚索中间作用面环向应力对比 |
3.6 环锚无黏结预应力混凝土衬砌与围岩联合承载分析 |
3.6.1 已建环锚无黏结预应力衬砌设计资料分析 |
3.6.1.1 环锚预应力混凝土衬砌设计系数 |
3.6.1.2 已建工程衬砌?试算 |
3.6.2 运行期围岩对于承载内水压力分担比的计算分析 |
3.6.3 回填灌浆作用分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 环锚无黏结预应力衬砌锚具槽区域优化分析 |
4.1 环锚无黏结预应力混凝土衬砌锚具槽区域应力状态分析 |
4.1.1 施工期小浪底工程锚具槽区域应力状态分析 |
4.1.1.1 环向应力状态 |
4.1.1.2 轴向应力状态 |
4.1.2 小浪底工程运行期槽内回填混凝土应力状态分析 |
4.1.2.1 回填混凝土初始应力状态 |
4.1.2.2 “回填混凝土与衬砌可靠黏结”时的应力分布状态 |
4.2 环锚无黏结预应力衬砌锚具槽区域应力状态改善方法探讨 |
4.2.1 锚具槽局部开裂位置确定 |
4.2.2 上端及两端开裂情况下衬砌锚具槽局部区域应力分布 |
4.2.3 “强化密实&弱化黏结”新思路的提出 |
4.3 环锚无黏结预应力衬砌锚具槽区域开裂实测数据论证 |
4.3.1 小浪底排沙洞典型断面仪器布置 |
4.3.2 小浪底衬砌锚具槽区域开裂的实测数据验证 |
4.3.2.1 施工期衬砌环向应力状态 |
4.3.2.2 运行期衬砌锚具槽区域开裂的实测数据论证 |
4.4 锚具槽部位结构优化 |
4.4.1 优化设计有限元模型 |
4.4.2 施工期锚具槽区域优化前后环向应力对比 |
4.4.2.1 锚索作用面环向应力对比 |
4.4.2.2 相邻锚索中间作用面环向应力对比 |
4.4.3 运行期锚具槽区域优化前后环向应力对比 |
4.4.3.1 锚索作用面环向应力对比 |
4.4.3.2 相邻锚索中间作用面环向应力对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 环锚无黏结预应力混凝土衬砌锚固可靠性研究 |
5.1 环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构锚固可靠性评价方法 |
5.2 环锚无黏结预应力混凝土衬砌锚固可靠性的影响因素 |
5.2.1 温度因素 |
5.2.1.1 温度升高对混凝土弹性模量的影响探究 |
5.2.1.2 温度变化对锚索的影响分析 |
5.2.2 水位变化 |
5.2.3 混凝土徐变监测结果与分析 |
5.3 环锚无黏结预应力混凝土衬砌在锚固失效时的应力状态分析 |
5.3.1 锚固失效对预应力锚索应变的影响 |
5.3.2 失效工况一 |
5.3.3 失效工况二 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(5)无黏结预应力衬砌锚具槽区域应力状态及改善方法分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 环锚预应力混凝土衬砌特点及应用 |
1.2.1 环锚预应力混凝土衬砌结构形式及特点 |
1.2.2 环锚预应力混凝土衬砌结构的应用 |
1.3 问题提出及本文主要研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 本文主要研究内容 |
第二章 环锚预应力混凝土衬砌锚具槽区域应力状态分析 |
2.1 概述 |
2.2 已建工程锚具槽设置形式及回填方法 |
2.2.1 清江隔河岩水电站引水隧洞 |
2.2.2 天生桥水电站引水隧洞 |
2.2.3 小浪底排沙洞工程 |
2.2.4 南水北调穿黄隧洞 |
2.2.5 辽宁大伙房输水工程 |
2.2.6 有黏结与无黏结预应力衬砌锚具槽设置对比分析 |
2.2.7 已建工程锚具槽回填方法 |
2.3 施工期小浪底工程锚具槽区域应力状态分析 |
2.4 运行期小浪底工程锚具槽区域环向应力状态分析 |
2.4.1 回填混凝土初始应力状态分析 |
2.4.2 回填混凝土与衬砌黏结良好情况下的衬砌环向应力分布 |
2.5 本章小结 |
第三章 环锚预应力衬砌锚具槽区域应力状态改善方法探讨 |
3.1 概述 |
3.2 锚具槽局部区域开裂位置分析 |
3.3 端部及两端开裂情况下衬砌锚具槽局部区域应力分布 |
3.4 改善锚具槽区域应力状态的方法探讨 |
3.4.1 基于“回填混凝土与衬砌可靠黏结”的回填效果分析 |
3.4.2 改善锚具槽区域应力状态设计思路的提出与实现 |
3.5 本章小结 |
第四章 环锚预应力衬砌锚具槽区域开裂实测数据论证 |
4.1 概述 |
4.2 小浪底排沙洞典型断面仪器布置 |
4.3 小浪底衬砌锚具槽区域开裂的实测数据验证 |
4.3.1 施工期衬砌环向应力状态 |
4.3.2 运行期衬砌锚具槽区域开裂的实测数据论证 |
4.4 本章小结 |
第五章 环锚预应力混凝土衬砌围岩作用探讨 |
5.1 概述 |
5.2 已建环锚无黏结预应力衬砌工程衬砌设计资料分析 |
5.2.1 环锚预应力混凝土衬砌设计系数粗算 |
5.2.2 已建工程衬砌 l 计算 |
5.3 运行期围岩对内水压力分担比分析 |
5.3.1 已有研究成果介绍 |
5.3.2 运行期围岩对于承载内水压力分担比的计算分析 |
5.4 回填灌浆作用分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(6)小浪底无粘结环锚预应力混凝土衬砌结构应力状态及安全评价分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 预应力混凝土衬砌结构的国内外研究现状 |
1.2.1 国内外已建工程实例 |
1.2.2 已建工程存在的问题 |
1.3 问题的提出和本文主要研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 本文主要研究内容 |
第二章 环锚预应力混凝土衬砌结构设计 |
2.1 小浪底工程排沙洞衬砌结构设计方案 |
2.2 环锚预应力混凝土衬砌结构布置 |
2.2.1 预应力筋的布置 |
2.2.2 预应力锚固系统 |
2.2.3 锚具槽的布置及尺寸选择 |
2.3 环锚预应力混凝土衬砌结构材料与设备的选择 |
第三章 环锚预应力混凝土衬砌的应力监测与数据分析 |
3.1 基于观测资料的数据分析方法 |
3.1.1 观测仪器的基本资料及布置 |
3.1.2 观测资料分析方法 |
3.2 小浪底工程排沙洞施工阶段混凝土衬砌应力、应变规律研究 |
3.2.1 衬砌混凝土中的应力、应变变化规律研究 |
3.2.2 衬砌钢筋中的应力、应变变化规律研究 |
3.2.3 锚索张拉过程中锚束应变变化规律研究 |
3.2.4 锚索张拉过程中测缝计观测资料研究 |
3.3 小浪底工程排沙洞运行期间混凝土衬砌应力、应变规律研究 |
3.3.1 衬砌混凝土自生体积变化发展规律研究 |
3.3.2 温度影响下衬砌混凝土中的应力、应变变化规律研究 |
3.3.3 水压影响下衬砌混凝土的应力、应变变化规律研究 |
3.3.4 运行期间衬砌混凝土徐变情况研究 |
3.3.5 锚束中长期有效应力的测定结果研究 |
3.3.6 运行期间测缝计观测资料研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 环锚预应力混凝土衬砌结构三维有限元计算分析 |
4.1 环锚预应力混凝土衬砌结构有限元模型的建立 |
4.1.1 计算模型基本参数的选取 |
4.1.2 计算模型建立的基本原则 |
4.1.3 计算模型的荷载计算 |
4.1.4 施工阶段混凝土衬砌计算模型 |
4.1.5 运行阶段混凝土衬砌计算模型 |
4.2 环锚预应力混凝土衬砌结构有限元计算分析 |
4.2.1 施工阶段混凝土衬砌应力、应变规律分析 |
4.2.2 现场实测结果与有限元计算结果对比分析 |
4.2.3 运行阶段混凝土衬砌应力、应变规律分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 环锚预应力混凝土衬砌优化研究 |
5.1 环锚预应力混凝土衬砌结构设计优化 |
5.1.1 锚具槽布置优化 |
5.1.2 结构设计方案优化和预应力筋布置优化 |
5.2 环锚预应力混凝土衬砌结构有限元优化结果分析 |
5.2.1 锚具槽位置优化前后施工期锚具槽区域环向应力对比 |
5.2.2 锚具槽优化前后运行期锚具槽区域环向应力对比 |
5.2.3 锚具槽间距对预应力结果的影响分析 |
5.2.4 衬砌厚度及锚索根数优化前后环向预应力结果分析 |
5.3 结构优化前后工程量的比较 |
5.4 本章小结 |
第六章 环锚预应力混凝土衬砌结构的安全评价分析 |
6.1 安全评价方法 |
6.1.1 已建工程采用的安全评价方法 |
6.1.2 本文采用的安全评价方法和指标 |
6.2 小浪底工程排沙洞环锚预应力混凝土衬砌结构的安全分析评价 |
6.2.1 锚索测力计安全评价分析 |
6.2.2 渗压计安全评价分析 |
6.2.3 预应力混凝土应力状态安全评价分析 |
6.3 基于分析结果的隧洞安全预警 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(8)南水北调穿黄隧洞工程预应力混凝土施工技术(论文提纲范文)
1 断面结构及锚具槽布置 |
2 钢筋安装 |
3 波纹管安装 |
4 混凝土浇筑 |
5 预应力筋施工 |
5. 1 锚索制作与锚具安装 |
5. 2 锚索张拉 |
6 锚具槽回填 |
7 孔道灌浆 |
8 结语 |
(9)环锚预应力混凝土衬砌隧洞安全监测技术(论文提纲范文)
1 隔河岩水电站引水隧洞 |
1.1 内部变形监测 |
1.2 接缝监测 |
1.3 应力、应变监测 |
1.4 温度监测 |
2 天生桥水电站引水发电隧洞 |
3 小浪底排沙洞工程 |
3.1 内部变形监测 |
3.2 接缝监测 |
3.3 渗流压力监测 |
3.4 应力、应变监测 |
4 南水北调穿黄隧洞 |
4.1 内部变形监测 |
4.2 接缝监测 |
4.3 渗流压力监测 |
4.4 应力、应变监测 |
4.5 其他监测 |
5 辽宁省大伙房水库输水工程 |
5.1 内部变形监测 |
5.2 接缝监测 |
5.3 渗流压力监测 |
5.4 应力、应变监测 |
5.5 温度监测 |
5.6 水位监测 |
6 结语 |
(10)环锚预应力混凝土衬砌结构锚具槽区域的应力状态分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 环锚预应力混凝土衬砌结构形式及特点 |
1.3 环锚预应力混凝土衬砌结构的应用和研究 |
1.3.1 环锚预应力混凝土衬砌结构应用实例 |
1.3.2 环锚预应力混凝土衬砌的研究方法 |
1.4 环锚无粘结预应力衬砌结构存在的问题 |
1.5 本文主要工作 |
第二章 环锚预应力混凝土衬砌结构锚具槽的布置与施工 |
2.1 概述 |
2.2 环锚预应力混凝土衬砌结构锚具槽的典型布置方案 |
2.2.1 清江隔河岩水电站引水隧洞 |
2.2.2 天生桥一级水电站引水隧洞 |
2.2.3 黄河小浪底水利枢纽工程排沙洞 |
2.2.4 大伙房水库输水隧洞 |
2.3 小浪底工程锚具槽的施工与回填 |
2.3.1 锚具槽的施工方法 |
2.3.2 回填混凝土的选择 |
2.4 本章小结 |
第三章 小浪底工程锚具槽区域的应力状态分析 |
3.1 概述 |
3.2 计算模型的单元选取及材料假定 |
3.3 计算模型的建立原则 |
3.4 施工期有限元模型 |
3.4.1 模型建立及相关参数的选取 |
3.4.2 模型的网格划分 |
3.5 模型的荷载计算 |
3.5.1 衬砌的计算荷载 |
3.5.2 钢绞线预加应力方式 |
3.5.3 施工期锚索的张拉顺序 |
3.5.4 衬砌预加应力的计算方法 |
3.5.5 衬砌预加应力径向等效应力 |
3.6 施工期锚具槽区域应力状态分析 |
3.6.1 ANSYS 有限元计算结果分析 |
3.6.2 现场实测结果与有限元计算结果对比分析 |
3.7 加水压后锚具槽区域应力状态分析 |
3.7.1 模型的建立 |
3.7.2 内水压的施加 |
3.7.3 有限元计算结果分析 |
3.8 本章小结 |
第四章 小浪底工程预应力混凝土衬砌结构优化 |
4.1 优化方案提出 |
4.2 优化后模型参数选择 |
4.3 优化前后施工期锚具槽区域环向应力对比 |
4.3.1 锚索作用面环向应力对比 |
4.3.2 两束锚索中间作用面环向应力对比 |
4.4 优化前后运行期锚具槽区域环向应力对比 |
4.4.1 锚索作用面环向应力对比 |
4.4.2 两束锚索中间作用面环向应力对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
四、环形预应力锚束在隔河岩水电站发电引水隧洞衬砌中的应用(论文参考文献)
- [1]高内水压盾构隧洞预应力混凝土内衬结构受力分析[J]. 姚广亮,陈震,严振瑞,李晓克. 人民长江, 2020(06)
- [2]长距离盾构输水隧洞双层衬砌结构力学特性研究[D]. 郑怀丘. 华南理工大学, 2020
- [3]盾构隧洞预应力复合衬砌计算模型与承载性能[D]. 杨帆. 武汉大学, 2019(06)
- [4]环锚无黏结预应力混凝土衬砌计算方法与锚固可靠性研究[D]. 荆锐. 天津大学, 2018(06)
- [5]无黏结预应力衬砌锚具槽区域应力状态及改善方法分析[D]. 沈兆伟. 天津大学, 2016(11)
- [6]小浪底无粘结环锚预应力混凝土衬砌结构应力状态及安全评价分析[D]. 随春娥. 天津大学, 2014(11)
- [7]温度变化对小浪底水库排沙洞无粘结预应力衬砌结构应力状态的影响[J]. 亢景付,王磊. 水电能源科学, 2014(03)
- [8]南水北调穿黄隧洞工程预应力混凝土施工技术[J]. 梁岩,罗小勇,万翱宙. 水利水电科技进展, 2014(02)
- [9]环锚预应力混凝土衬砌隧洞安全监测技术[J]. 王晓哲,亢景付,随春娥. 施工技术, 2013(23)
- [10]环锚预应力混凝土衬砌结构锚具槽区域的应力状态分析[D]. 贾硕. 天津大学, 2014(05)