【摘 要】
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随着经济的发展,人类对水电的需求越来越大。我国水能资源蕴藏量居世界第一,但是水能资源利用率不高,另外水资源分布极不均匀。为解决这两方面问题,需要修建水电站来增加水能
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随着经济的发展,人类对水电的需求越来越大。我国水能资源蕴藏量居世界第一,但是水能资源利用率不高,另外水资源分布极不均匀。为解决这两方面问题,需要修建水电站来增加水能资源的利用,另一方面要进行跨流域调水。这都会涉及到水工压力隧洞,水工压力隧洞是水利水电工程中常见的引水、输水建筑物之一。水工压力隧洞一般都采用圆形横断面,设置混凝土衬砌。随着一大批高水头、大埋深隧洞的建设,对隧洞的设计要求也就越来越高,隧洞发生劈裂的后果也就越来越严重,所以要尽量的避免水工隧洞发生水力劈裂。本文即是基于Abaqus软件中的粘结裂缝模型,提出带有渗流分析功能并考虑水力劈裂作用的粘结裂缝单元模型,采用非均匀分布的粘结裂缝区域来模拟水力劈裂,建立压力隧洞水力劈裂分析模型,并在此基础上研究围岩特性和衬砌特性对衬砌水力劈裂内水压力的影响,最后提出衬砌水力劈裂的预防和治理措施。主要研究内容如下(1)对隧洞围岩与衬砌联合承载机理以及内水荷载的施加,压力隧洞内水外渗耦合分析以及岩体水力劈裂等进行了综述。并指出了存在的不足和有待进一步研究的问题。(2)在Abaqus软件中的粘结裂缝模型的基础上,研究提出了带有渗流分析功能并考虑水力劈裂作用的粘结裂缝单元模型,并建立了压力隧洞衬砌水力劈裂分析模型。(3)结合衬砌和围岩力学参数的非均匀性,基于随机场理论研究粘结裂缝单元强度的随机赋值方法。(4)拟定不同的围岩参数和衬砌参数,利用上述分析模型进行了衬砌水力劈裂的影响因素分析。得到了压力隧洞水力劈裂的影响因素以及各参数的影响程度。为水工隧洞设计以及水力劈裂的预防和治理提供理论参考依据。
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