本文關(guān)鍵詞：高地溫高地應(yīng)力下引水隧洞襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析

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【摘要】：隨著我國(guó)西部開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,與交通和水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有關(guān)的隧道工程及其他地下工程逐漸向深埋、長(zhǎng)程方向發(fā)展。在隧道的建設(shè)過(guò)程中,往往面臨著高地應(yīng)力、高地?zé)岬纫幌盗刑厥獾墓こ痰刭|(zhì)問(wèn)題,給工程的施工、運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。研究以齊熱哈塔爾水電站高地溫洞段為工程背景,在通過(guò)物理試驗(yàn)確定材料參數(shù)的基礎(chǔ)上,利用有限元軟件ANSYS,對(duì)高地溫、高地應(yīng)力條件下的隧洞襯砌進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)值試驗(yàn)研究。分析了通風(fēng)期、過(guò)水期兩種工況下隧洞圍巖襯砌的穩(wěn)定性;結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況合理選取對(duì)高地溫隧洞圍巖穩(wěn)定性及襯砌安全性影響較大的因素,研究幾個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響規(guī)律,為高地溫引水隧洞設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行的安全提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。通過(guò)以上研究,得出以下主要結(jié)論:(1)隧洞襯砌在通風(fēng)期、過(guò)水期最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在側(cè)墻位置,在洞底拱腳處出現(xiàn)應(yīng)力集中,受力較為不利。在襯砌和圍巖兩者交界面處應(yīng)力增加,但變幅不大。城門洞型襯砌,邊墻和拱腳是襯砌穩(wěn)定性分析重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。(2)通過(guò)分析幾個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)高溫隧洞襯砌受力的影響,結(jié)果顯示襯砌厚度增大使襯砌內(nèi)部最大拉應(yīng)力有所降低;襯砌應(yīng)力受圍巖初始溫度和彈性模量影響較大;過(guò)水溫度的升高能使襯砌內(nèi)部溫降量降低,減小襯砌內(nèi)部的拉應(yīng)力,提高過(guò)水溫度并不能有效減小支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)的溫差,襯砌內(nèi)部應(yīng)力差變化不大。
【關(guān)鍵詞】：引水隧洞 穩(wěn)定性 高地溫 高應(yīng)力 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV554
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-13
• 1.1.1 工程概況11
• 1.1.2 工程高地應(yīng)力問(wèn)題11-12
• 1.1.3 工程高地溫問(wèn)題12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 地下工程高地應(yīng)力問(wèn)題研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 深埋隧洞高地溫問(wèn)題研究15-16
• 1.2.3 耦合作用下深埋隧道的數(shù)值模擬研究16-17
• 1.2.4 隧洞支護(hù)結(jié)構(gòu)分析研究17-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及意義18
• 1.4 課題研究技術(shù)路線18-20
• 第二章 高溫條件下巖石及混凝土力學(xué)試驗(yàn)分析20-28
• 2.1 巖石力學(xué)特性分析20-24
• 2.1.1 巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)20
• 2.1.2 巖石單軸抗壓試驗(yàn)分析20-22
• 2.1.3 巖石三軸剛性壓縮試驗(yàn)分析22-24
• 2.2 巖石熱物理試驗(yàn)分析24
• 2.3 高溫隧洞混凝土力學(xué)特性試驗(yàn)24-27
• 2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)高溫隧洞混凝土力學(xué)特性試驗(yàn)24-25
• 2.3.2 不同溫度條件下混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)分析25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 深埋隧洞高溫洞段有限元分析模型及參數(shù)28-38
• 3.1 有限元仿真工程應(yīng)用概述28
• 3.2 高地溫洞段熱分析原理28-31
• 3.2.1 熱分析有限元法28-29
• 3.2.3 熱應(yīng)力的分析方法29-31
• 3.3 隧洞多物理耦合場(chǎng)有限元分析31-33
• 3.3.1 耦合場(chǎng)分析類型31-32
• 3.3.2 隧洞有限元分析基本步驟32-33
• 3.4 數(shù)值模型及相關(guān)參數(shù)33-36
• 3.4.1 圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)分析參數(shù)確定33
• 3.4.2 隧洞數(shù)值模型及其邊界條件確定33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第四章 不同工況下隧洞襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析38-50
• 4.1 隧洞通風(fēng)期數(shù)值模擬分析38-43
• 4.1.1 高地溫隧洞通風(fēng)期溫度場(chǎng)仿真結(jié)果38-40
• 4.1.2 通風(fēng)期襯砌受力分析40-43
• 4.2 隧洞過(guò)水期數(shù)值模擬分析43-47
• 4.2.1 高溫隧洞過(guò)水期溫度場(chǎng)仿真結(jié)果43-45
• 4.2.2 過(guò)水期襯砌受力分析45-47
• 4.3 不同工況下襯砌受力情況對(duì)比分析47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 不同因素對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響分析50-60
• 5.1 襯砌自身因素影響50-54
• 5.1.1 不同襯砌厚度50-52
• 5.1.2 襯砌不同熱膨脹系數(shù)52-53
• 5.1.3 襯砌不同彈性模量53-54
• 5.2 圍巖因素的影響54-58
• 5.2.1 圍巖不同初始溫度54-56
• 5.2.2 圍巖不同彈性模量56-58
• 5.3 過(guò)水溫度的影響58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者簡(jiǎn)介68
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明68-69

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1135206