基于增量动力分析的隧洞结构抗震性能评估

近年来随着地震灾害的频繁发生,强震区的地下结构屡屡遭受破坏。长大隧洞作为中国实施西部大开发战略的重要基础工程,其抗震安全问题尤为突出。通过引入增量动力分析(IDA),结合地震易损性分析方法,提出基于损伤系数指标的隧洞结构抗震性能评估方法。该方法以震后衬砌结构特征部位的损伤系数为性能参数,以地震峰值加速度为强度参数,并建议了适用于隧洞结构抗震安全评价的5级震害划分标准和4级抗震性能水平。针对某隧道工程实例,通过大量非线性动力时程计算,得到了各抗震性能水平下衬砌结构特征部位的地震易损性曲线,进而分析了不同抗震设防水准下衬砌结构发生破坏的概率。结果表明:在8度多遇地震作用下,衬砌结构基本无破坏;在8度设防地震作用下,拱腰处于基本完好状态的概率为87.6%,处于轻微破坏状态的概率为10.72%;在8度罕遇地震作用下,拱腰处于轻微破坏状态的概率为68.7%,处于中等破坏状态的概率为20.8%。在横向和竖向地震动输入下,衬砌结构特征部位的抗震性能由小到大依次为拱腰、拱肩、拱脚、顶拱和仰拱,拱腰、拱肩和拱脚为抗震设计的薄弱部位。该方法较好地考虑了地震动的随机性,可为隧洞结构抗震安全评价提供一种有效思路,研究成果也能为隧洞结构的抗震减震设计提供参考。

基于非线性动态可靠性的隧洞结构安全寿命评估

针对引滦入津隧洞运行多年后结构腐蚀破坏、衬砌劣化的现象,研究隧洞结构系统的非线性动态可靠性,对结构剩余安全寿命进行评估.运用引滦入津隧洞安全监测系统,对衬砌的混凝土强度和钢筋强度进行检测,建立了适用于隧洞工程的超声回弹综合法专用测强曲线,获取无损检测结果后进行三维有限元数值模拟计算,在充分考虑抗力随时间衰减的基础上,综合结构系统非线性动态可靠性原理和定量安全评估方法,实现对隧洞结构的安全寿命评估与风险控制功能,为工程结构的维护管理与综合整治提供了科学依据.该研究可应用于隧洞结构运行阶段安全维护与风险防控全过程.

隧洞结构截面与体系可靠度计算

本文研究适于复杂地基条件下隧洞结构截面可靠度计算的随机有限元法以及体系可靠度分析的数学模型，导出了有关计算公式，编写了电算程序．计算了某水工隧洞结构的截面可靠度和体系可靠度，并分析了隧洞的长度和破坏区域的平均长度对体系可靠度的影响．

德泽水库枢纽多用途发电放空隧洞结构布置设计

德泽水库枢纽的发电放空隧洞为一条典型的多用途水工隧洞,具有发电输水、水库放空、施工度汛导流、下泄生态流量及远期向曲靖供水等5项功能,结构布置相对复杂。为满足各功能运行要求,结合地形地质条件,合理布置了隧洞结构,尤其是将发电取水口与位置较低的隧洞通过非对称的塔井式结构连接,具有独特的设计特点。该布置较好地利用了地形条件,节省了投资,保证了结构的安全运行。施工期的运行表明,在各种工况运行条件下,各设施运行状况良好,达到了设计要求。

发展水库隧洞结构复核计算分析

介绍了发展水库隧洞结构安全进行分析研究,提出隧洞的强度安全存在隐患。

水工压力隧洞结构设计若干关键问题探讨

以水工压力隧洞基础结构以及整体荷载特点为主要的依据，对水工压力隧洞最低覆盖厚度、主应力顺序大小、钢筋混凝土衬砌轴向裂缝以及限裂设计、外水荷载、衬砌伸缩缝之间距离相关设计、环向裂缝整体开展等水工压力隧洞结具体构设计中所面临的诸多问题进行了分析，并对解决以上疑难问题的基本计算模型、方法进行了阐述，旨在强调水工压力隧洞衬砌以及围岩之间的联介承栽作用，应加大对高压隧洞固结灌浆以及水工隧洞回填灌浆环节的重视。

拱部砌衬背后不对称空洞对隧洞结构的应力影响分析

以某单向两车道隧洞为例,借助大型通用ABAQUS二维分析系统,对拱部砌衬背后不对称空洞对隧道结构的应力影响进行分析,对砌衬内力演变规律、围岩体与砌衬接触压力、围岩体应力分布规律进行有限元分析,可为同类工程应用提供研究参考。

保温层对寒区隧洞衬砌结构温度的影响

保温层是寒区隧洞安全运行的关键,保温层的设计对寒区水工隧洞至关重要。为分析保温层对隧洞衬砌结构温度的影响及保温效果,以新疆某引水隧洞为依托,基于现场温度监测数据,考虑对流-导热耦合作用的影响,采用有限元数值模拟方法,研究不同厚度、不同位置的保温层对隧洞衬砌结构温度变化的影响。研究结果表明,随着保温层厚度的增大,隧洞衬砌结构的温度变化逐渐趋于平缓。当保温层敷设厚度为0.06m及以上时,隧洞一衬、二衬温差最小,一衬、二衬温差与保温层的厚度呈负相关。从保温效果来看,表面铺设法与夹层铺设法相比,表面铺设法防冻害效果优于夹层铺设法。

基于仿真分析的引水隧洞衬砌 裂缝发生规律研究

长期服役的隧洞衬砌易产生裂缝病害,对隧洞的使用寿命造成影响。为了分析隧洞衬砌结构裂缝的发生规律,采用现场实测的方法,分析隧洞衬砌结构病害的类型与规律。结果表明,围岩类型对裂缝分布有一定影响。衬砌厚度、初始地应力、外水压力均影响隧洞裂缝密度;裂缝的密度随着初始地应力场的减小而减小;外水压力导致衬砌受力增大,促进衬砌裂缝的形成。研究结果可为长期服役下的隧洞裂缝防治提供参考依据。

浅议水工压力隧洞结构设计中的关键问题

水工压力隧洞因为其结构和荷载力的特别性,设计方法与计算方法的不完善性,会出现许多还需要进一步证明和有待深入研究的重要问题,比方说外水压力导致的最小覆盖面问题、荷载力大小及其荷载之间的关系问题、围岩稳定性和防护结构问题、结构衬砌的间距问题等,这些问题都涉及水工压力隧洞结构设计的科学性与安全性。

关于水工隧洞衬砌结构限裂的分析

随着我国水利水电建设工程项目不断增多,对于水利工程的施工质量也提出了更加严格的要求,其中水利工程隧洞施工的质量控制至关重要,因此,对于水利工程隧洞的设计要采用最严格的施工标准,对于隧洞衬砌结构,施工要求是不允许其产生开裂,但是,在实际的工程之中要避免裂缝的出现是不现实的,因此,对大多数水工隧洞衬砌结构而言,只需按限裂计算配筋即可。文章主要阐述了水利工程隧洞衬砌结构的类型,并详细地分析了隧洞衬砌结构出现结构裂缝的原因,最后提出了衬砌结构限裂优化设计。

污水压力深隧内衬连续缠绕玻璃钢管结构的设计和优化

近几年来,随着我国对城市排水系统的不断重视,全国范围内越来越多的地区开始兴建污水(压力)深隧等。面对不断提高的工程要求和更复杂的内外部腐蚀环境,采用连续缠绕玻璃钢管道内衬的三层复合隧洞结构是一个有效解决方案。通过采用弹性力学理论对该三层复合隧洞结构进行设计分析和内压工况下理论计算,建立了应力计算公式,并在此基础上进一步优化,提出一种带柔性隔离层的四层复合的分离式隧洞结构。优化后的四层结构更能充分发挥各层材料的性能,在满足安全的条件下更具有经济性。

马岩洞水电站枢纽建筑物力学性能研究

本文对马岩洞水电站的拦河坝、引水隧洞、调压井3个枢纽建筑物的部分力学性能进行了计算研究。对不同坝段、高程和工况运行下坝体的抗滑稳定、抗压强度和承载力进行了分析,结果表明:坝体稳定性符合设计要求;通过引水隧洞衬砌结构计算,推得典型断面结构,采用50~80cm厚度混凝土衬砌方案;依据托马准则对调压井稳定断面和涌浪水位进行复核计算,稳定断面直径,最高、最低涌浪水位,均符合设计要求。

深埋地下管道及地下洞室群三维渗流场的有限元精细模拟

利用自主研发的三维渗流分析软件GWSS计算了敦化抽水蓄能水电站工程区的渗流场分布特征及地下厂房系统、引水管道排水系统的排水效果。计算结果表明:(1)在现有设计方案下,地下厂房和压力管道中水平段的排水系统和排水洞作用明显,防渗排水设计满足设计要求;(2)下水平段的压力管道承受外水压力较大,建议对引水系统的下水平段的排水洞增设排水孔。

隧洞形结构有助于抗震

据加里弗尼亚大学圣迭戈分校雅格布工程学院报道，一座七层楼高的建筑物经历了最强烈地震后，只受到轻微损伤。

甲岩水电站导流洞进洞段设计

结合工程实际,介绍了甲岩水电站工程导流隧洞布置特点,导流洞结构设计。选择"早进洞,强支护"的进口开挖方式,导流洞矩形进口渐变段采用"起拱"开挖设计方案,实施效果理想,保障了工程的顺利实施和节点工期的实现。

水工输水隧洞衬砌结构裂缝成因及预防

文章以研究水工输水隧洞衬砌结构的裂缝形成机理及温度裂缝灵敏性为主线,选取沈阳水工输水隧洞衬砌工程为研究载体。依次分析隧洞衬砌的裂缝形式及推断形成机理、分析温度裂缝与通过有限元分析建立模型并长期追踪温度、温度应力变化及对应关系来探讨混凝土温度裂缝的灵敏性,验证了水工输水隧洞衬砌裂缝形成原因的推断正确性。为了防止裂缝的形成,具体温控防裂措施总结如下3点:①在水工输水隧洞衬砌施工期间,分缝分块必须合理,选取低水化热水泥类型来降低温度应力,预防早期裂缝的形成;②在水工输水隧洞衬砌投入使用期间,上述分析温度应力变化受水温影响较大,所以取水时应采取相应措施降低水温周期内变化值,温度维持相对恒定后方可流入输水隧洞中;③对于投入使用的输水隧洞应定期停水检查混凝土衬砌是否有裂缝,对于有裂缝的情况应立即采取合理的措施进行修补,避免带裂缝运行,造成安全隐患。

积石峡导流洞交叉段顶拱模板及支撑系统设计与应用

积石峡水电站导流洞及中孔泄洪洞工程交叉段顶拱形式为导流洞和中孔泄洪洞2个城门型顶拱相切形成的,跨度大、衬砌后净高大、衬砌厚度大。针对以上情况,混凝土施工中底部采用钢管立柱,钢管顶部依次采用标准桁架、WD J多功能碗扣架、模板排架作支撑,确保了22.34 m大跨度隧洞平顶扭面拱混凝土衬砌的安全施工及导流洞与中孔泄洪洞标准段的顺利施工,为大跨度平顶结构隧洞的施工积累了经验。

南水北调中线穿黄工程隧洞方案研究

1 前言南水北调中线穿黄工程,是中线调水线路中规模最大、技术最复杂的关键工程,位于黄河郑州京广铁桥以西30km 处的黄河孤柏嘴山湾。设计流量为440m^3/s,加大设计流量为500m^3/s。穿黄工程设计范围,自南岸起点至北岸终点全长19.3km。涉及的主要建筑物有穿黄河隧洞(或渡槽),进口检修闸、退水闸,出口控制闸,南、北岸连接渠道,新。

穿黄隧洞1∶1仿真试验

穿黄隧洞1∶1仿真试验是南水北调中线最重要的试验项目之一,试验课题多、技术含量高、试验周期长,备受大家关注,在此作简要介绍。一、仿真试验的目的南水北调中线穿黄工程采用隧洞方案穿越黄河,穿黄隧洞为大型水工隧洞,内径7m,外径8．7m,全长4250m．埋深于黄河河床下23～35m,除承受外部较高的水、土荷载外,还承受＞0．5MPa的内水压力。隧洞衬砌采用双层复合结构。