水工高壓隧洞襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算的邊值法.pdf

1、隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，水工隧洞等大型地下結(jié)構(gòu)的建設(shè)和發(fā)展也日益加快，尤其是高壓水工隧洞，在國內(nèi)已有了大量的工程應(yīng)用。自人類開挖隧洞以來，基于襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法經(jīng)過不斷的發(fā)展至今已較成熟，目前主要有結(jié)構(gòu)力學(xué)法和彈性力學(xué)法兩大類。
　　伴隨計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，結(jié)構(gòu)力學(xué)法的數(shù)值解法——邊值法應(yīng)運(yùn)而生，其因可程序化、高效簡便的優(yōu)點(diǎn)被眾多科研設(shè)計(jì)人員廣泛使用。
　　本文首先闡述了邊值法的計(jì)算原理，對其程序化的重要技術(shù)處理方

2、法做了詳細(xì)介紹，并繪制了計(jì)算程序流程圖，應(yīng)用MATLAB編制了計(jì)算程序。并與理正巖土5.6版的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了本文程序的正確性。
　　然而，傳統(tǒng)邊值法也有其缺點(diǎn)，如不考慮鋼筋混凝土的開裂，不考慮襯砌滲水，所以對高壓隧洞來說，內(nèi)力與配筋計(jì)算結(jié)果偏大。在高壓水作用下，隧洞混凝土襯砌一般會(huì)開裂并與圍巖脫開，圍巖也就承擔(dān)了部分水荷載。所以，本文一方面將襯砌混凝土彈性模量進(jìn)行折減;另一方面，將邊值法與水荷載的體力理論結(jié)合起來，把襯砌

3、視為透水結(jié)構(gòu)，內(nèi)水壓力以滲透壓力形式作用在襯砌和圍巖上。采用以上兩種途徑嘗試改進(jìn)傳統(tǒng)邊值法，并編制計(jì)算程序進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算。
　　其次，本文以圓形高壓水工隧洞為例，考慮到高壓隧洞在很低的水頭下襯砌開裂并與圍巖脫開的實(shí)際情況，計(jì)算了不同襯砌厚度、隧洞內(nèi)半徑、圍巖滲透系數(shù)、鋼筋間距、內(nèi)水壓力下的圍巖承載比，并以計(jì)算所得數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，討論了圍巖承載比隨以上5個(gè)變量的變化規(guī)律與取值區(qū)間。
　　最后，對本文的主要工作進(jìn)行了總結(jié)，并對以后的