無黏結預應力襯砌錨具槽區(qū)域應力狀態(tài)及改善方法分析.pdf

1、環(huán)錨無黏結預應力混凝土襯砌作為一種新型的預應力襯砌結構型式主要適用于壓力水頭較高、圍巖厚度較薄、圍巖地質條件較差以及襯砌開裂后滲水可能導致鄰近建筑物或邊坡失穩(wěn)的水工隧洞結構中。與環(huán)錨有黏結預應力襯砌相比，其具有以下優(yōu)點:無黏結預應力襯砌中錨索沿程預應力損失更小，能夠使襯砌中的壓應力分布更均勻，襯砌的厚度也可以適當減小，采用雙圈布置時可節(jié)省近一半的錨具槽，這樣就能夠節(jié)省材料并且降低施工的難度，從而節(jié)省工程造價和減少工期，因此也被現行規(guī)范確

2、立為宜優(yōu)先選用的襯砌結構型式，在未來水利工程建設中有著廣闊的應用前景。目前，這種襯砌型式僅在小浪底工程的三條排沙洞和大伙房水庫輸水隧洞中得到應用，由于工程實例較少，且已有研究大多集中在方案設計、施工組織、試驗組織及試驗成果分析等方面，無黏結預應力襯砌技術在設計理論、結構優(yōu)化和錨固失效機理及對策研究等方面都存在一些亟待解決的問題。
　　本文以小浪底排沙洞為例，采用ANSYS有限元計算與原觀數據相結合的方法，對運行期環(huán)錨無黏結預應力襯

3、砌中的薄弱環(huán)節(jié)即錨具槽區(qū)域的應力狀態(tài)進行了探討。結果表明:基于“回填混凝土與襯砌有效黏結”理論下襯砌錨具槽端部以及整個回填混凝土區(qū)域在設計水位下均會承受較大的有害拉應力，要避免開裂幾乎不可能。通過對假定的不同開裂位置下錨具槽局部區(qū)域應力狀態(tài)的分析，得出襯砌的開裂一定程度上釋放了錨具槽區(qū)域較大的拉應力，但釋放效果不顯著。借此本文提出了“強調回填混凝土密實性，弱化與襯砌黏結作用”的設計思路，并進行了相應的可行性分析。通過對實測數據的整理，以