地下鋼筋混凝土岔管三維有限元分析研究.pdf

1、近年來，我國水電事業(yè)蓬勃發(fā)展，高壓大尺寸分岔管的襯砌型式是設計中關鍵，在以往引水式電站設計中，岔管都采用鋼岔管，從設計觀點看，將會帶來一系列的問題，特別是承受外水壓力的情況下。巖石力學及巖石水力學的發(fā)展給高壓水工隧洞襯砌設計帶來了新的概念，盡可能將岔管設計成為薄壁鋼筋混凝土襯砌，可充分利用圍巖的承載能力，使岔管設計經濟合理。由于岔管結構受力復雜，尚不完全了解其工作性態(tài)，常規(guī)的結構力學法無法對可行性作出論證，無法對圍巖的穩(wěn)定進行分析，無法

2、考慮圍巖中的初始地應力及開挖引起的二次應力場，如何科學、合理地分析地下鋼筋混凝土岔管的結構強度及其與圍巖的聯(lián)合作用，已成為必須解決的技術問題之一。 本文綜合了國內外研究地下鋼筋混凝土岔管的文獻和資料，綜合評述了岔管結構國內外發(fā)展的現(xiàn)狀，闡明了本文研究的意義；介紹了地下鋼筋混凝土岔管的結構設計理論，包括圍巖的條件、襯砌型式的選擇、襯砌與圍巖相互作用的問題、內外水壓力的作用以及工程措施；簡要的介紹了有限元數(shù)值分析的理論和方法，結合地

3、下鋼筋混凝土岔管的受力特點，運用大型通用有限元分析軟件ANSYS，構建混凝土襯砌、圍巖等非線性材料的計算模型以及模擬方法。 結合某電站鋼筋混凝土岔管的工程實例，對其在施工、運行、檢修等不同工況的岔管襯砌的應力應變和圍巖的穩(wěn)定性等進行了三維有限元分析，采用分布式鋼筋模型配置襯砌鋼筋，分析鋼筋應力和裂縫開展情況，最后對岔管體型參數(shù)進行敏感性分析，區(qū)分主要敏感因素和次要敏感因素，通過以上分析得到一些有益的結論，為完善地下鋼筋混凝土岔管