復(fù)雜水力條件下有壓隧洞穩(wěn)定性分析.pdf

1、在水利行業(yè)的發(fā)展中，水工隧洞出現(xiàn)了明滿交替流現(xiàn)象且越來越多。該流態(tài)伴有吸氣、渦旋，對水工建筑物運(yùn)行非常不利，如何保證水工引水隧洞的安全問題已成為一個重要課題，研究隧洞水流的水力特性、隧洞穩(wěn)定性，無論從安全還是經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文立題“復(fù)雜水力條件下有壓隧洞穩(wěn)定性分析”，在搜集整理已有對明滿交替流研究的基礎(chǔ)之上，以雪山水庫引水隧洞為例，運(yùn)用計算流體力學(xué)數(shù)值模擬軟件FLUENT模擬分析引水隧洞在出現(xiàn)明滿交替

2、流這一復(fù)雜水力條件下洞內(nèi)水流脈動壓強(qiáng)、總壓、速度及渦量沿水流方向變化情況，明確隧洞在明滿交替流時的水力特性。在此基礎(chǔ)上，分析比對不同進(jìn)水口型式、不同上游水位時隧洞水流的流動特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程情況，計算引水隧洞的襯砌在不同工況下內(nèi)力分布情況，進(jìn)而分析引水隧洞襯砌穩(wěn)定性，最后提出減小明滿交替流對隧洞襯砌穩(wěn)定性破壞方面的建議，保證隧洞長期安全運(yùn)行。
　　通過模擬結(jié)果分析與計算，論文得出主要結(jié)論如下：
　　（1）同一橫截面上速度分布

3、符合水流粘滯性規(guī)律；水流在隧洞內(nèi)產(chǎn)生的脈動壓強(qiáng)、最大流速、渦量都是隨著上游水位的降低而減小的。
　　（2）在喇叭形進(jìn)水口與隧洞洞身段連接處，隧洞壁面出現(xiàn)局部速度增大情況，脈動壓強(qiáng)、渦量也是在此處發(fā)生局部增大現(xiàn)象。
　　（3）通過隧洞襯砌的內(nèi)力和位移分析可知，影響隧洞襯砌穩(wěn)定性最大因素為內(nèi)水壓力。水流在明滿交替流時，底板靠近直墻附近段、局部側(cè)墻段、拱腳處均不滿足抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算和最大裂縫寬度驗(yàn)算，在明滿流作用下的引水隧洞應(yīng)特別注意