透水衬砌对乌东德水电站尾水洞Ⅳ类围岩的影响研究

为给乌东德水电站尾水洞Ⅳ类围岩洞段选取适当的地下洞室衬砌形式,分析了该洞段围岩的岩石矿物组成、物理力学性质、结构面性状、岩体完整性及透水性等岩体特性,从地下水对围岩的软化作用和围岩渗透破坏方面评价了透水衬砌对围岩的影响。结果表明:Ⅳ类围岩洞段总体具有不易被地下水软化的特点,地下水对围岩稳定影响小,采用透水衬砌不会产生渗透破坏。研究成果可为尾水洞衬砌设计提供参考。

高压水工隧洞透水衬砌渗流-应力-损伤耦合分析方法研究

在高压隧洞发电运行过程中,衬砌钢筋应力普遍小于设计预期,并未达到既安全又经济的效果。本文基于混凝土塑性损伤模型与透水衬砌理论,提出了透水衬砌渗流-应力-损伤耦合算法。基于大型通用有限元软件平台ABAQUS进行二次开发,通过Fortran语言调用实用程序GETVRM获取材料损伤,并利用子程序USDFLD实现了材料渗透系数随损伤的动态更新,完成了隧洞初次充水加压工况中衬砌损伤开裂的耦合分析过程,研究了衬砌损伤开裂、渗透孔压以及钢筋应力的演化特征,并探讨了衬砌与围岩有条件联合承载特性对耦合结果的影响。可以发现:计算所得的衬砌损伤开裂特征与衬砌压水试验结果吻合,完全联合承载与有条件联合承载两种情况下,衬砌钢筋应力表现出明显的差异,说明衬砌设计中未考虑衬砌与围岩相互脱离,即有条件联合承载,是隧洞发电运行时衬砌钢筋应力普遍小于设计预期的原因。本文提出的耦合算法所得到的结果与工程普遍规律相符,具有一定推广性,可以为衬砌设计问题提供一定参考。

基于FLAC^(3D)多孔介质模型的隧洞透水衬砌数值计算分析

针对水工隧洞透水衬砌计算中存在的问题,利用FLAC3D中多孔介质流动模型并借助Fish语言实现了渗流应力的直接与间接耦合计算,在完成衬砌受力分析后编制正应力配筋程序获得相应的配筋量。实例应用结果表明,通过FLAC3D软件进行透水衬砌计算具有可行性,其可以实现直接与间接耦合,且间接耦合计算结果更接近实际情况,同时可知透水衬砌能有效节约配筋量。

高压钢筋混凝土隧洞透水衬砌设计理论的进一步研究

在高压钢筋混凝土隧洞透水衬砌设计理论在广蓄成功应用实践的基础上，结合近年来水电工程数值计算的成果，提出了一套较完整的透水衬砌设计理论的数值计算方法。根据钢筋混凝土衬砌的开裂渗透特性建立了钢筋混凝土衬砌的应变～裂缝宽度～渗透系数的关系方程，将内水压力以体力的形式作用于隧洞衬砌和围岩，并结合结构三维弹塑性损伤有限分析，建立了高压隧洞内水外渗渗流场与应力场的耦合数值分析的计算模型，用于模拟高压钢筋混凝土隧洞透水衬砌的运行机理，进行透水衬砌理论设计。

透水衬砌设计理论在惠蓄高压隧洞设计中的应用

应用透水衬砌设计理论,对惠州抽水蓄能电站高压隧洞进行数值计算分析。根据高压隧洞实际施工及运行过程,分别依次计算了隧洞开挖、衬砌灌浆和充水运行等工况。为模拟高压隧洞的充水过程,计算了不同内水头时的隧洞内压工况。为反映不同参数对高压隧洞结构的影响,对围岩弹性模量、渗透系数、灌浆圈围岩弹性模量、灌浆圈围岩渗透系数等参数进行了敏感性分析。

CCS水电站压力管道透水衬砌结构设计研究

厄瓜多尔CCS水电站压力管道具有埋深大、水头高等特点,常规不透水衬砌设计将导致配筋量过高而难以适用。CCS水电站压力管道采用了透水衬砌设计,在对透水衬砌渗流场与有限元结构耦合作用分析的基础上,根据内力值计算了衬砌的配筋量。结果表明:在完建与检修工况下,衬砌混凝土自身能够满足应力需要,可不配置钢筋;在正常运行工况下,透水衬砌所需配筋量较小;在水击工况下,衬砌所需配筋量相对较大,为透水衬砌配筋的控制工况。与常规不透水衬砌相比,透水衬砌设计可大大节省配筋量,并且计算结果与工程实际情况更为符合。

透水衬砌在高地下水位渠道改建中的应用

高台县七坝干渠地处严寒地区 ,原渠道为土渠 ,渠道沿线地质条件较差 ,渗漏严重 ,地下水位较高 ,如采取普通的刚性衬砌形式 ,冻胀破坏十分严重。结合渠线地质条件 ,采用混凝土异形砖结合干砌石的透水衬砌形式进行渠道改建 ,达到了防止冻胀、规整渠道、减少渗漏的目的。

高压透水衬砌隧洞的边界元与有限元分析

根据广州抽水蓄能电站一期工程的压力隧洞监测成果 ,采用边界元法与有限元法这两种不同的数值分析方法分析三维非均质各向异性的岩体渗流场 ,计算出渗透体积力。然后再分别用边界元及有限元法进行固体力学分析 ,计算出钢筋应力 ,从而推求出混凝土裂缝开展的宽度 ,以便进行限裂计算。此法已应用于广州抽水蓄能电站二期工程的高压隧洞设计 ,取得了减少隧洞配筋 10 0 0多t、节约投资 4 0 0万元人民币的经济效益。

季冻区高地下水位地区渠道透水衬砌结构方案经济技术分析

在北方寒区高地下水位区的渠道建设中,不仅要注意开源节流,还应该防止渠道衬砌结构的冻胀破坏。本文以辽宁省灌区铁甲干渠的4号分干渠为例,从节水效果、冻胀减轻度和工程造价等3个维度对高地下水位渠道透水衬砌结构的设计方案进行优化选择。结合分析结果,建议在工程设计中将透水体结构设置在渠底中部。

透水衬砌在高地下水位渠道改建中的应用探讨

渠道建设是水利建设的一部分,在水利建设中具有重要的作用,因此需要提高渠道建设的质量,保证整个建设工程的稳固性。渠道的建设需要考虑建设位置的地面情况及地下情况,因地制宜,更能建设出高质量的渠道。基于以上要求,本文就高地下水位渠道的改建进行了探索,使得渠道在建设的时候采用适当的衬砌技术,希望能在提升渠道的质量和使用时间方面有所帮助。

浅谈透水衬砌在永丰干渠工程建设中的应用

本文分别从透水衬砌工程设计、造价及其运行情况,介绍了透水衬砌技术在乌江灌区永丰干渠中段工程建设中的应用情况,并对透水衬砌方案与现浇混凝土衬砌方案进行了对比分析。

透水衬砌理论在引黄工程出水高压管道设计中的应用

引黄入晋工程总干线一、二级地下泵站出水高压管道，通过论证，岩石覆盖厚度满足要求，可以根据透水衬砌理论设计思想，以围岩做为内压主要承担者，采用钢筋混凝土衬砌设计，符合今后高压管道设计趋势。

砼异型砖透水衬砌技术在黑河流域节水工程中的试验应用

简要分析了渠道砼异型砖透水衬砌的基本条件和工艺,介绍了砼异型砖透水衬砌技术在高台县七坝干渠的应用,同时对砼异型砖透水衬砌技术的抗冻胀性能和地下水二次回归利用进行试验观测分析,提出了透水衬砌技术的优点及今后水利工程应用的建议。

高压透水衬砌隧洞的边界元有限元分析

按照我国目前的“水工隧洞设计规范”，内水压力均作用混凝土衬体内侧的面力处理。本文根据广州抽水蓄能电站一期工程压力隧洞的监测成果，采用边界元法与有圾元法这两种的不同的数值分析方法分析三维非均质各向异性的岩体渗流场，计算出渗透体积力。然后再分别用边界元及有限元法进行固体力学分析，计算出钢筋应力，从而推求出混凝土裂缝开展的宽度，以便进行限裂计算，此方法已应用于广州抽水蓄能电站二期工程的高压隧洞设计。

透水衬砌技术在鸭暖灌区的应用

介绍了渠道透水衬砌的基本条件和工艺,及其在临泽县鸭暖灌区鸭翅干渠工程中的应用。

一种新型透水衬砌在南台子一级水电站尾水渠中的尝试

简要介绍了一种新型透水衬砌在南台子一级水电站深挖方尾水渠中的使用情况,并与其它两种渠道中大量采用的透水衬砌优缺点进行了简单比较。

高压引水隧洞衬砌的透水设计研究

国内大都采用荷载结构法及限裂设计的方法对水工高压隧洞的衬砌进行不透水设计。而实践证明,不透水设计并不适合于高压引水隧洞,它将导致过高的配筋量。目前,国内水工高压隧洞结构透水设计尚无适用的规范可循,因此,有必要寻求一种合理、安全的透水设计方法。针对水工高压隧洞,基于体力理论,提出一种对衬砌结构进行透水设计的有限元计算方法,并将其应用于某水电站工程。该方法可模拟隧洞的施工过程和运营检修工况,考虑渗流场和应力场的直接耦合作用,根据内力值计算衬砌裂缝的开展宽度以及相应的配筋量等。通过对比分析,说明在衬砌透水设计中隧洞满水状态为对其进行配筋的控制工况,且结果更符合工程实际,并能大大节省配筋量。

高压隧洞透水衬砌结构研究

基于水荷载的面力和体力作用理论,建立轴对称计算模型,推导了考虑混凝土开裂特征与围岩开挖松动圈影响的相关计算公式,并编制了对应的计算程序,在此基础上实现了基于通用有限元计算平台的透水衬砌计算仿真分析.计算结果表明:采用体力理论时,钢筋应力和裂缝宽度均明显小于面力理论,围岩承担了绝大部分的水压力,充分体现了围岩是隧洞内水压力承载主体的设计理念,对于隧洞局部围岩条件较差区域仅通过增大钢筋用量不能有效控制隧洞的渗透流量,建议对衬砌外围软弱岩体进行局部置换.

高压水工隧洞透水衬砌设计与优化方法

基于隧洞透水衬砌设计方法,探讨隧洞运行期衬砌最大裂缝宽度和等效渗透系数的演化规律。分析衬砌配筋率、衬砌厚度和围岩渗透特性对衬砌安全性的影响,借助多元统计逐步回归的方法提出透水衬砌的设计优化方法。计算结果表明:高压隧洞在运行期衬砌围岩脱离之前,衬砌最大裂缝宽度和等效渗透系数随内水压力增大的增幅较快,而在脱离后增幅明显减小;衬砌最大裂缝宽度与配筋率成反比,与围岩渗透系数的对数值成正比;在衬砌限裂的优化设计过程中,建议以降低围岩的渗透特性为先导,提高围岩的综合抗渗能力,其次提高衬砌配筋率减小最大裂缝宽度,而增加衬砌厚度作为优化设计的辅助手段;衬砌配筋率的绝对值每提高0.1%,衬砌最大裂缝宽度减小约0.02 mm;围岩渗透系数每降低10倍,衬砌最大裂缝宽度减小约0.10 mm。

隧道透水性衬砌环渗透系数合理取值与工程措施探讨

应用地下深埋隧道渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解,结合某工程实例分析衬砌与围岩渗透系数不同比值对隧道渗流场、渗漏流量、塑性区、位移和衬砌围岩压力等影响规律,探讨透水性衬砌的可行性和合理渗透系数取值。实例分析表明,当衬砌为不透水材料时,洞周围岩中孔隙水压、塑性区、塑性区边缘的位移和衬砌承受的围岩压力均最大;若稍增加衬砌渗透性,则孔隙水压、塑性区、塑性区边缘的位移和衬砌承受的围岩压力迅速减小;随衬砌渗透系数与围岩渗透系数比值的逐渐增大,趋于稳定值。分析结果进一步表明,采用透水性衬砌是可行的,且当衬砌渗透系数与围岩渗透系数比值等于或大于1.0时较为合理。最后,针对洞周环境要求的渗流量以及钢筋混凝土衬砌的耐久性问题提出衬砌环的设计思想,并探讨具体工程措施,以便工程设计参考。