带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道取消伸缩节研究

以某水电站带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道为例,建立三维有限元模型,在分析其承载特性的基础上,论证了取消伸缩节的可行性。结果表明,在正常运行工况下,钢管以环向受拉为主;考虑温度变化后,环向应力基本不变,而轴向拉应力在温升作用下减小,在温降作用下增大;设伸缩节后,伸缩节附近钢管轴向应力的减小使其等效应力反而增大,且由于加劲环的约束和钢管与混凝土之间的摩擦作用,钢管并不随温度变化而自由伸缩,伸缩节起不到减小温度应力和适应不均匀沉降的作用,因此对于带加劲环的地面式钢衬钢筋混凝土管道建议不设伸缩节。     

某水电站坝下游面浅埋管设计

位于高海拔、高地震烈度区的引水压力管道选择保温效果好、抗震性能好的布置和结构型式非常重要。通过对坝下游面浅埋管和坝后背管进行技术经济比较,选择坝下游面浅埋管型式布置。采用三维有限元法对比分析坝下游面浅埋管钢衬钢筋混凝土与坝体联合受力、钢衬钢筋混凝土联合受力和钢管外包垫层三种结构型式,分析结果表明,采用浅埋管钢管外包垫层的结构型式时,管道周边坝体、钢衬、外包混凝土、管坝接缝应力、裂缝等均满足要求。研究成果可供类似工程参考。     

发电厂主厂房受地基变位影响空间结构仿真计算研究

根据某火电厂厂房上部结构受到地基蠕滑变形影响，引起主要构件受损或破坏这一实际，对整体空间结构，按照地基变形发展趋势及结构物加固后的实际刚度，用有限元法作了空间仿真计算研究。     

钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道非线性有限元分析

针对钢衬钢筋混凝土压力管道在运行期因裂缝过宽导致的结构耐久性问题,在混凝土中掺入体积率分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维形成钢纤维混凝土,基于模型试验获得的钢纤维混凝土的拉伸软化曲线,采用大型数值分析平台ABAQUS仿真分析了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道受力开裂的全过程,并与原钢衬钢筋混凝土压力管道的模型试验结果进行了对比分析。结果表明,在相同内水压力荷载下,钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道的承载能力与普通钢衬钢筋混凝土压力管道相比,不仅其初裂荷载有所提高,管道的最大裂缝宽度明显降低,钢材的应力值也随钢纤维体积率的增加而减少。     

开采断层错动对上覆粘土层变形破坏影响的模型试验分析

采用室内模型试验方法对断层错动和开裂下的粘性土变形问题进行了探讨.模型试验表明距离基岩面越远处土体变形受断层错动或开裂的影响越小,且土体的变形与上覆荷我和含水量密切相关.     

正断层错动下的输水隧洞动力响应分析

长距离调水工程中的输水隧洞通过潜在地震地区时，存在活动断层错动引发的重大工程安全隐患，揭示断层错动对输水隧洞稳定性影响的研究具有非常重要的工程意义。基于围岩、断层破裂带、衬砌和内水的动力相互作用特征，使用ABAQUS有限元分析软件，建立了围岩-断层破裂带-衬砌-内水三维数值模型，深入分析了各种断层错动量、宽度及粘聚力对输水隧洞稳定性的影响。结果表明，处于较小断层错动量、断层宽度及较大断层粘聚力情况下的输水隧洞衬砌结构竖向位移及损伤程度有所减小，结果对跨断层输水隧洞动力响应理论研究有一定的参考价值。     

某水库厂房边坡蠕滑体稳定性分析

针对某水库厂房边坡在降雨、开挖、管理房施工等因素综合作用下出现持续变形并形成蠕滑体的问题，结合边坡工程地质情况，阐述了其变形破坏特征、变形原因及破坏模式；采用变形、应力、渗压等原位监测手段，详细分析了边坡在开挖前后、支护治理过程中的变形，指导了边坡的开挖及支护；最后通过FLAC^3D数值模拟，分析了边坡的稳定性现状与变形规律，结果与现场实际情况相吻合。支护措施完成后，边坡的稳定性得到显著提高，可为类似工程边坡的监测、稳定性分析及支护设计提供参考。     

灌浆高程对厂坝分缝处大坝应力应变的影响分析

针对某碾压混凝土重力坝引水系统下平段厂坝分缝处坝体应力与变形问题,提出了三种灌浆方案并构建了坝下游面钢衬钢筋混凝土管的整体有限元模型,在线弹性假定条件下分析了每种灌浆方案五个计算工况时厂坝分缝处大坝应力应变规律,经优化最终选择方案U效果最佳.     

引水隧洞二衬刚度与施作时机优选及系统构建

二次衬砌结构刚度与施作时机优选是隧洞工程中关键问题之一,对于引水隧洞穿越软弱流变围岩洞段则尤为突出。为研究引水隧洞开挖过程中时空效应耦合作用对二衬优选的影响,基于现场围岩和支护结构实测应力变形数据,采用三维粘弹塑性有限元方法,结合开挖和支护设计实际工况考虑二次衬砌施作距掌子面不同距离和不同二衬刚度(厚度),分析了围岩变形、二衬内力及变形的变化规律。结果表明,二衬刚度对二衬时机的优选影响不大,围岩应力的释放及围岩变形为二衬时机优选的关键因素,最后针对设计和施工人员开发了二衬支护结构优选系统。研究成果和优选系统可为类似隧洞工程施工和设计提供参考依据。     

钢衬壁厚对抽蓄电站围岩内水压力分担率的影响

根据实际工程需要,采用FLAC3D数值模拟软件通过改变钢衬壁厚,分析了不同设计内水压力组合条件下,钢衬、混凝土垫层和围岩的位移和变形特征及钢衬环向拉应力,研究了引水钢衬壁厚对围岩内水压力分担率的影响。结果表明,随着壁厚增大,虽可相应减少钢衬径向位移和环向拉应力,但减幅小,效果不显著;随着壁厚变小,钢衬径向位移变大,根据变形协调,有助于荷载传递,提高了围岩分担率,有利于"钢衬-垫层-围岩"联合承载;在满足抗外压稳定验算、焊接工艺和施工安装前提下,壁厚可较大幅减小。研究成果不仅有利于减少不必要的投资,还有利于降低硐室钢衬运输安装等施工难度,可供类似工程设计参考。     

SOLID65单元在钢筋混凝土结构非线性分析中的应用

介绍了ANSYS中的钢筋混凝土单元非线性计算的基本原理,通过对某水电站钢衬钢筋混凝土坝后背管的计算分析,阐述了钢筋混凝土单元非线性分析具有广泛的应用价值。     

水电站地面明钢管地震响应有限元分析

为探讨明钢管在地震作用下的响应规律,采用有限单元法对正常运行遭遇地震和管道放空遭遇地震两种工况下某水电站地面明钢管进行了时程分析。结果表明,正常运行遭遇地震时明钢管主要产生较大的横向加速度和位移,而在放空遭遇地震时,由于管内无水及垂向限位措施,除了产生较大的横向位移外,管道还将在垂直管轴的竖向产生较大的加速度和位移,导致管道脱离支座向上跳动。由此可见,地震引起的钢管横向滑移和竖向跳动将对其安全稳定运行产生不利影响,建议同时采取横向和竖向限位措施。     

一种新型组合套管式地下埋管的承载特性分析

提出了一种新型组合套管式地下埋管并对之进行了初步的承载能力与工作性状分析,分析显示本文的新型组合套管式地下埋管可以充分发挥钢管的抗拉作用和混凝土衬砌的抗压作用,极大地提高了结构的抗外压能力,且节省材料,便于施工。     

大坝背管混凝土裂缝前馈网络的预测研究

基于人工神经网络的BP网络方法和全局优化方法的基本理论,对坝后背管外包混凝土结构裂缝预测进行了研究,提出了基于神经网络的管道混凝土裂缝预测模型,并重点研究了水头的变化对压力管道混凝土最大裂缝宽度的影响,最后对三峡电站压力管道混凝土结构裂缝进行了预测。     

复杂配筋静载试桩桩帽数值模拟分析

以驻马店未来科技城工程基础桩试验方案为例,基于钢筋混凝土有限元分离式模型及William-Warnke五参数混凝土强度准则,应用有限元分析软件ANSYS对形状优化后的复杂配筋静载试桩的桩帽进行了数值模拟分析。结果表明,桩帽的位移、混凝土强度、钢筋强度均满足要求;桩帽的最大位移发生在千斤顶作用位置;桩帽内环向钢筋的应力较大,桩帽设计时应适当增大环向钢筋的配筋率;桩帽裂缝主要出现在千斤顶作用面周边,可在千斤顶下部设置钢垫板,以避免裂缝的产生。     

Design diagrams and formulae for U-shaped bellows

The U-shaped bellows is a type of expansion joint very widely used in pipelines. This paper presents some design diagrams and design formulae for such a bellows in a manner intended to enable the pipeline designer to evaluate more easily the elastic characteristics; maximum stress, elongation and reaction stress.