明滿流條件下有壓隧洞穩(wěn)定性分析

發(fā)布時間：2020-10-30 17:53

　　水工引水隧洞是常見的輸水建筑物,在水利工程中有著廣泛的應用。在過流時引水隧洞可能會出現(xiàn)明滿交替流動現(xiàn)象而對隧洞穩(wěn)定性甚至整個工程帶來影響。然而水工引水隧洞的穩(wěn)定性分析一直是水利工程界研究的重點問題,因此研究其水力特性是非常必要的。本文結合“貴州省威寧縣雪山水庫煙區(qū)水源灌溉工程”的切沖引水隧洞工程,根據(jù)城門形引水隧洞不同的流態(tài)及明滿交替流時隧洞不同的洞形,運用流體軟件Fluent中的紊流兩方程RNG k-?模型和VOF方法對引水隧洞的流場進行了三維數(shù)值模擬,以研究不同條件下隧洞內水流流態(tài)、流速分布及脈動壓力分布等規(guī)律。同時為了進一步分析明滿流條件下隧洞襯砌的穩(wěn)定性,本文運用理正巖土5.6軟件計算該工程引水隧洞襯砌的內力和位移,從而分析隧洞襯砌的穩(wěn)定性,以期為水利工程中對隧洞出現(xiàn)明滿流流態(tài)的進一步研究提供參考。主要得出以下結論:(1)城門洞形隧洞流態(tài)為明滿流時產生的脈動壓力比無壓流時產生的脈動壓力大得多;在滿流向明流過渡段出現(xiàn)最大流速、最大脈動壓力,隧洞壁面、底板出現(xiàn)局部速度、脈動壓力增大現(xiàn)象。(2)明滿交替流動時圓形隧洞內產生的脈動壓力比城門形隧洞的脈動壓力大;城門形隧洞比圓形隧洞能夠更好的改善隧洞水流流態(tài)、降低脈動壓力,使隧洞中明滿交替現(xiàn)象減弱。(3)城門洞形兩種流態(tài)下,軸力、剪力及彎矩的變化規(guī)律基本上是一致的;明滿交替流動時,應特別注意隧洞進口及滿流向明流過渡段的襯砌支護問題。
【學位單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TV554;TV223
【部分圖文】：

地質剖面圖,引水隧洞,地質剖面圖,調洪演算

圖 3-1 引水隧洞地質剖面圖3.2.3 引水隧洞布置考慮到地質結構以及工程建設要求，本選題中主要針對引水隧洞進口段加以研究�；谝枨蟆⒌刭|條件以及地形等特性，確定洞線之后，進一步確定隧洞進口底板高程，和正常蓄水位保持一致，即均為2445.00m，其長 961m ，對應的坡降6/1000�；诮洕冗x及調洪演算，確定隧洞斷面尺寸，其詳細布置如下：引水隧洞被布置在引水壩的左岸區(qū)域，其正常蓄水位與進口底板高程保持一致，即均為2445.00m，選用以需定供的設計方式。其中，起調水位為2445.00m，而后對洞徑分別為2.0m、2.4m、2.6m以及3.6m進行調洪演算，其計算結果如下：1、洞徑 3.6m 調洪演算成果:表 3.2-1 引水壩洪水調節(jié)計算成果表項目不同頻率調節(jié)計算成果0.33% 0.5% 2% 3.33% 5% 10% 20%起調水位 Zq(m) 2445 2445 2445 2445 2445 2445 2445起調庫容 Vq(萬 m3) 7.97.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9

平面布置圖,引水隧洞,平面布置圖,直線段

貴州大學碩士學位論文明滿流條件下有壓隧洞穩(wěn)定性分析0+000.00~0+241.00 為直線段，0+241.00~0+488.00 為轉彎段，0+488.00~0+961.00為直線段；明渠斷面為梯形，采用混凝土襯砌的襯砌方式，全長共 278m，其中底寬、高及坡率分別為 2.7m、2.7m 及 1:0.5。引水隧洞的平面布置如下圖：

布置圖,引水隧洞,布置圖,進口區(qū)