基于ANSYS的倒虹吸有限元分析

采用线性有限元法对南水北调中线工程淇河倒虹吸箱型结构进行了有限元分析,使用软件ANSYS建立了计算模型,得出了各工况下倒虹吸底板、顶板等的应力分布,以检验预应力筋配置的合理性。     

小江调水方案跨越汉江建筑物结构形式的研究

针对跨汉江建筑物距地面高、跨度大、过流量大的特点,比较分析了渡槽、桥式倒虹吸和隧洞式倒虹吸3种结构形式的特点：渡槽水头损失小,下部槽墩比较高;隧洞式倒虹吸水头损失比较大;桥式倒虹吸结合了两者的优点,既减少了水头损失,又降低了槽墩.通过对工程量与技术经济性进行比较,最终确定采用桥式倒虹吸的结构形式.     

圆孔方形倒虹吸施工期温控防裂措施研究

圆孔方形倒虹吸较其它结构类型的倒虹吸有着更为优越的水力特性和受力性能,故在调水工程中具有很大的应用潜力。但该类型倒虹吸是典型的空腔薄壁大体积混凝土结构,施工期的温控防裂成为其推广应用的瓶颈。本研究基于此现实问题,以滇中引水工程下庄倒虹吸为研究对象,考虑了混凝土的水化热及早期力学性能、环境温度变化和温控防裂措施等因素,采用单元"生死"技术和"时程分析"方法,计算了下庄倒虹吸采用温控防裂措施和未采用温控防裂措施两种工况下的管体瞬态温度场,分析了这两种工况下管体温度场和温度应力场的变化规律。采用了混凝土的弹塑性本构关系和改进的Wliiiam Warnke五参数破坏面开裂准则,给出了两种工况下下庄倒虹吸管体混凝土的裂缝演化规律,证明了圆孔方形倒虹吸在不采取温控防裂措施的工况下,管体会因温度应力而开裂。同时,在计算分析的基础上,提出了下庄倒虹吸施工期的温控防裂措施,并验证了所采取防裂措施的有效性,以期为下庄倒虹吸及类似工程的应用提供施工依据。     

三维接触元理论及其在水利工程中的应用

本的目的是研究南水北调倒虹吸结构与地基之间的相互作用。由于结构的材料与周围土层的性质相差较大,有可能在其接触面上产生错动滑移或开裂。为了充分反映接触面上的受力特性,应采用特殊的接触面单元,因此,本采用三维接触元模型探讨倒虹吸结构与地基相互作用的问题,并采用结构化程序设计方法,编制了三维接触元计算软件,较好地解决了倒虹吸的相互作用问题,为倒虹吸结构的安全设计提供充分的理论依据。     

大型箱型结构二维非线性有限元分析

为在一般线性分析的基础上更进一步了解结构的受力特点及可能的破坏方式,用二维材料非线性有限元对南水北调中线工程淇河倒虹吸箱型结构进行了分析,成功地模拟了倒虹吸箱型结构在５种较不利工况下的开裂过程,分析了其在５种工况下各自的安全程度,指出了最不利工况．为该设计提供了有价值的参考资料．     

大型箱型结构二维非线性有限元分析

为在一般线性分析的基础上更进一步了解结构的受力特点及可能的破坏方式,用二维材料非线性有限元对水北调中线工程淇河倒虹吸箱型结构进行了分析,成功地模拟了倒虹吸箱型结构在５种较不利工况下的开裂过程,分析了基在５种工况下各自的安全程度,指出了最小利工况,为该设计提供了有价值的参考资料。     

南水北调中线沙河(北)渠道倒虹吸行洪口门宽度的选定

沙河(北)渠道倒虹吸是南水北调中线总干渠上的大型交叉建筑物之一,行洪口门宽度直接决定着倒虹吸主体建筑物规模和工程投资,文中从工程安全、工程防洪、工程量与投资以及工程对于河道上下游的影响等方面通过定性分析和定量计算进行了方案比较,并初步确定了倒虹吸口门宽度最佳方案。     

洪河倒虹吸交叉工程河段二维水沙数值模拟

南水北调中线工程总干渠与洪河交叉的倒虹吸工程,对天然河道洪水演进及河床变形产生了影响.采用平面二维水沙数学模型,依据历史洪水调查资料对模型进行调试和验证,按未修建洪河倒虹吸的自然工况及修建洪河倒虹吸的设计工况两种边界条件对工程交叉河段进行了典型洪水的水沙数值模拟,模拟计算给出了工程附近洪水水位、流速及冲刷深度等水力要素特征值.计算结果分析表明:倒虹吸工程位置选择合适,底宽布置及埋置深度基本合理.     

山区倒虹吸小流量自动调节的理论探讨与设计

影响倒虹吸过流的因素有型式、材料、内径、进出口水位差等，改变倒虹吸过流能力的措施，优化倒虹吸型式，出口处设置自动控制闸阀，设计进行自适应调节，并采取具体工程设计措施，可避免通过小流量时倒虹吸发生的破坏。     

建筑物安全的一种函数评估方法的研究

针对倒虹吸管的结构特点和工作特性以及安全性影响因素,首先建立带有裂缝的倒虹吸钢筋混凝土管有限元模型,并按照回归分析计算要求确定影响管身安全的影响因子及其变化范围,然后在此回归分析安排下,以结构有限元安全分析代替物理结构模型试验,将计算分析所得的数据进行回归分析,最终得到关于倒虹吸管安全系数的一次多元函数.该函数评估方法在实际应用中,方便快捷,具有较高的评估精度,是一种比较实用的评估方法.     

南水北调东赵河倒虹吸安全监测

对南水北调中线工程东赵河倒虹吸的进口闸室施工期间的钢筋应力、混凝土应变与温度进行安全监测,首先分析了监测所得的原始数据的误差原因,采用平差、补差和修匀等方法对原始数据进行基本处理以获得更精确的数据;然后对监测数据进行对比分析.结果表明:温度与钢筋应力、混凝土应变之间大致趋势呈现负相关关系,钢筋的最大拉应力与压应力均在钢筋允许承受范围内,满足施工期安全要求.东赵河进口闸室的安全监测不仅保证了工程的安全施工,还可为同类工程的安全监测提供借鉴和参考.     

南水北调安阳河倒虹吸行洪口门宽度试验研究

在河道上修建倒虹吸交叉工程,行洪口门宽度是影响建筑物投资和安全的决定性因素。结合安阳河倒虹吸现场条件,对不同布设方案的行洪口门宽度进行了河工模型试验,通过分析水位、流速、主流及冲淤情况等方面试验结果,从安全性、对河势影响及工程投资等方面考虑,选定165m口门是一个合理可行的方案。     

温博段Ⅰ标段倒虹吸施工期温控防裂技术研究

针对管身混凝土结构施工期易开裂问题,认为结构的内外温差、基础温差是这类裂缝产生的主要原因.采用三维有限单元法对施工期倒虹吸进行仿真计算,分析混凝土施工期应力场的时空变化规律,得出管身裂缝容易出现的部位.在南水北调中线工程焦作市Ⅰ标段采用了模板外面贴泡沫保温板的保温方法,计算结果表明,混凝土表面的施工质量得到明显的防裂效果,值得类似工程应用推广.     

唐河二干二支坡水区排水倒虹吸工程布置及水力设计要点

针对坡水区唐河二干二支排水倒虹吸的特点．对其进口汇流、出口扩散等难点问题进行了详细的研究．并根据水工模型试验成果,进行了多方案水力计算．为坡水区排水倒虹吸工程设计提供了参考。     

大型倒虹吸管充水过程的数学模型与计算

基于准恒定准静态的假设,推导了大型多段倒虹吸管充水过程的微分方程模型.通过数值计算获得了充水时管内上下游水位变化规律,满管段流量及流速的大小.对明流段的计算得到了水面线、流速及净空等水力学要素.计算结果可为大型倒虹吸管充水过程的安全评估提供科学依据.     

高地下水位土方开挖降水施工

李河渠道倒虹吸开挖深度大,约20 m,低于地下水位17 m.倒虹吸开挖必须在相对干燥的环境中进行,故采用管井法将地下水位降至开挖面以下或截断地下水,避免施工时发生管涌或流土破坏地基.经抽水试验,应用管井法降水保证了基坑基本在干燥情况下施工,为相似地区的降水施工提供了借鉴.     

预应力离心方桩的抗弯性能和承载力试验研究

通过预应力离心方桩桩身抗弯试验,研究了这种新型桩的抗弯性能,为制定吊桩方案提供依据,同时提出可以将预应力离心方桩用作基坑支护桩。将预应力离心方桩和预应力混凝土管桩作单桩承载力的对比试验,试验结果及分析表明,预应力离心方桩具有较强承载性能和较好的经济效益,在工程中可以代替预应力管桩使用,也可以同时使用预应力离心方桩和预应力管桩,充分利用它们各自的优点。     

预应力混凝土结构抗震性能若干问题探讨

本文通过对以往的试验数据进行比较,对预应力混凝土结构抗震性能进行较为系统的分析研究,其主要从两个角度来分析：a．预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构的比较;b．有粘结预应力混凝土结构和无粘结预应力混凝土结构的比较。