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高地溫引水隧洞噴層結(jié)構(gòu)受力特性及裂縫成因分析

發(fā)布時(shí)間:2021-09-15 14:27
  為了研究高地溫引水隧洞噴層結(jié)構(gòu)的承載能力與裂縫產(chǎn)生原因。本文以新疆某水電站高地溫引水隧洞為依托,采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、理論計(jì)算、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了高地溫引水隧洞噴層結(jié)構(gòu)不同工況下應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)的分布規(guī)律,噴層結(jié)構(gòu)承載特性影響因素,以及等效齡期下的混凝土噴層結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力。主要工作與結(jié)論如下:(1)對(duì)噴層施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)圍巖的溫度場(chǎng)、鋼纖維混凝土噴層的應(yīng)力場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng),圍巖施加噴層之后,溫度會(huì)比之前上升10℃左右,這是由于圍巖阻擋了圍巖與空氣直接的散熱過程。鋼纖維噴層徑向應(yīng)力值在0.2-0.4MPa之間;環(huán)向壓應(yīng)力在0.4-1.8MPa之間,這是由于在徑向一側(cè)無約束,且觀察到溫度對(duì)環(huán)向應(yīng)力的影響也更大。徑向應(yīng)變與環(huán)向應(yīng)變?cè)趪妼咏Y(jié)構(gòu)施工的過程中逐漸的從拉應(yīng)變轉(zhuǎn)為壓應(yīng)變。(2)通過理論計(jì)算與數(shù)值模擬計(jì)算分析可得,對(duì)于噴層結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值而言,外側(cè)的徑向壓應(yīng)力大于內(nèi)側(cè)的徑向拉應(yīng)力,拱腰處的環(huán)向應(yīng)力大于拱頂處與拱底處的環(huán)向應(yīng)力,環(huán)向應(yīng)力的最大值為位于噴層拱腰內(nèi)側(cè),其值為35.37MPa,此處的壓應(yīng)力值超過了C30混凝土的抗壓強(qiáng)度。故應(yīng)該在此處加強(qiáng)措施防裂。(3)對(duì)于噴層結(jié)構(gòu)的徑... 

【文章來源】:石河子大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

高地溫引水隧洞噴層結(jié)構(gòu)受力特性及裂縫成因分析


試驗(yàn)洞布置圖

原件,圍巖,隧道


高地溫引水隧洞噴層結(jié)構(gòu)抗裂計(jì)算及裂縫成因分析9圖2-1試驗(yàn)洞布置圖Fig.2-1Testholelayout2.3圍巖內(nèi)部溫度分布監(jiān)測(cè)2.3.1溫度傳感器的安裝及埋設(shè)圍巖內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)主要采用溫度探頭進(jìn)行測(cè)量,圍巖內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)深度范圍為3.5m,考慮到洞周巖體熱源是由下部傳導(dǎo)上來,僅受傳導(dǎo)系數(shù)較高的石墨含量的影響,因此洞周溫度梯度分布較為相似,在試驗(yàn)洞拱腰位置,沿縱向每3米布置一組溫度測(cè)點(diǎn),共布設(shè)4個(gè)觀測(cè)組,每個(gè)鉆孔內(nèi)布4個(gè)傳感器,16個(gè)測(cè)溫探頭,鉆孔深度為4m,根據(jù)測(cè)溫儀器的尺寸,鉆孔孔徑不超過8cm。1號(hào)試驗(yàn)洞從7月開挖,8月已經(jīng)開挖結(jié)束。1號(hào)試驗(yàn)洞的溫度監(jiān)測(cè)從8月15日開始,監(jiān)測(cè)期間包括了施工期通風(fēng)、施做噴層等環(huán)節(jié)。將溫度監(jiān)測(cè)數(shù)值繪制成折線圖,圖2-2中的一、二、三、四分別指距離洞壁3.5m、2.5m、1.5m、0.5m的測(cè)點(diǎn)。圖2-2隧道圍巖測(cè)溫原件Fig.2-2Originaltemperaturemeasurementoftunnelsurroundingrock圖2-3測(cè)溫探頭分布示意圖Fig.2-3Schematicdiagramoftemperatureprobedistribution

高地溫引水隧洞噴層結(jié)構(gòu)受力特性及裂縫成因分析


測(cè)溫探頭分布示意圖

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]基于等效齡期的鋼管拱內(nèi)混凝土硬化過程熱應(yīng)力[J]. 孫建淵,謝津?qū)?  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[3]熱膨脹系數(shù)時(shí)變性對(duì)混凝土溫度應(yīng)力仿真影響[J]. 盧春鵬,劉杏紅,趙志方,馬剛,金瑞鑫,常曉林.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(02)
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[6]基于均勻設(shè)計(jì)的高地溫隧洞襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度影響規(guī)律研究[J]. 宿輝,康率舉,屈春來,李琦,楊家琦,劉翌晨.  水利水電技術(shù). 2017(07)
[7]基于等效齡期的抗沖耐磨混凝土力學(xué)性能預(yù)測(cè)[J]. 祝小靚,丁建彤,蔡躍波.  人民長(zhǎng)江. 2016(23)
[8]高地溫引水隧洞支護(hù)混凝土過水試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[J]. 石明宇,馬超豪,宿輝,屈春來.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(33)
[9]雁口山隧道淺埋地段初期支護(hù)混凝土噴層厚度參數(shù)研究[J]. 軒敏輝.  價(jià)值工程. 2016(27)
[10]高地溫引水隧洞混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 馬飛,李向輝,段宇,黃順,馬超豪.  水利科技與經(jīng)濟(jì). 2016(08)

碩士論文
[1]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[D]. 楊云霄.河北工程大學(xué) 2016
[2]基于等效齡期的碾壓混凝土重力壩溫度應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值分析[D]. 江生.浙江大學(xué) 2014
[3]大麗高速下山口隧道初期支護(hù)裂損病害研究與穩(wěn)定性分析[D]. 常朝朝.昆明理工大學(xué) 2011



本文編號(hào):3396245

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