断层蠕滑变形和地震作用下过活断层明钢管受力特性研究

随着大型引调水工程的设计建设，输水管线穿越活动断层的情况日益增多，地面明钢管是输水管线穿越断层较优的结构形式。结合某工程实际，采用有限元方法对过断层地面明钢管在断层蠕滑变形和地震作用下的受力特性展开了研究，探讨了结构布置方案的可行性及存在的问题。研究结果表明：地面明钢管在穿越活动断层的管段中，滑动支座的设置以及在明钢管间设置合理数量的波纹管伸缩节可很好地适应断层的蠕滑变形，其中波纹管伸缩节可吸收大部分断层的蠕滑变形；钢管结构管轴向变形受地震作用以及断层蠕滑变形的影响较大，尤其是两端都为伸缩节的管段，容易产生较大的轴向位移，需要采用固定支座对轴向位移加以限制，但固定支座的支承环易产生弯曲变形，设计中要加以重视。     

水电站厂房结构梁板柱系统动力特性研究

为研究厂房不同楼板结构型式和立柱布置条件下梁板柱系统振动特性的差异,结合泸定水电站地面厂房的实际建立三维有限元模型,对梁板和厚板两种结构型式的自振特性和机组振动荷载下的振幅进行了研究。结果表明,在保证混凝土方量一致的前提下,梁板结构的自振频率略高于厚板结构。随着楼板厚度的增大或者立柱个数和截面尺寸的增加,楼板自振频率逐渐提高,机组动荷载作用下的结构振幅有所减小。但当楼板厚度达到一定值时,其自振频率的增加幅度和结构振幅的降低幅度越来越小。相对而言,增加立柱个数和截面尺寸比增加楼板厚度对楼板抗振更为有利,但有可能带来厂房布置上的困难。因此,实际工程中应综合考虑厂房结构混凝土方量、施工难度和结构布置等因素选择具体的楼板结构型式和立柱布置方案。     

不同支护时机的地下洞室围岩稳定仿真

借助ABAQUS软件的前后处理和计算模块,根据地下洞室开挖释放荷载计算基本原理求得开挖荷载的等效节点力,并以等效节点力不同的施加比例模拟不同的洞室支护时机,对洞室围岩稳定进行了分析比较.结果表明,随着支护时间的延迟,支护应力逐渐变小,围岩塑性区和增量位移逐渐增大.计算结果符合地下工程施工过程的一般规律,表明该方法可行,为通用有限元软件在地下洞室围岩稳定分析中应用开辟了一条新的路径.     

水电站充水保压蜗壳结构的改进算法

在充水保压蜗壳传统简化算法的基础上提出了改进算法,据此主要分析运行工况下蜗壳进口不平衡水推力对外围混凝土应力和配筋量的影响.计算结果表明,传统简化算法未考虑不平衡水推力的作用,外围混凝土的应力和配筋量偏小,结构偏不安全.在蜗壳进口端施加不平衡水推力的做法,对设伸缩节的情况会导致直管段外围混凝土的应力和配筋量偏大,而对无伸缩节的情况则不能考虑不平衡水推力的作用.本文提出的在蜗壳进口断面下游侧转弯区域以面力的形式施加不平衡水推力的做法,对有无伸缩节的情况均能实现,可使外围混凝土的应力和配筋计算更加精确、合理,建议在充水保压蜗壳结构的设计和研究中采用.     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构研究综述

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道（简称“坝下游面管”）是目前坝后式电站引水管道的主要布置形式,其安全性和可靠性直接关系到水电站的安全生产和正常运营。本文首先对坝下游面管的优缺点和发展过程进行了简要回顾与分析,然后从坝下游面管国内外典型工程实例的应用和存在的问题出发,对坝下游面管的理论分析、模型试验、数值计算等主要研究方法,以及管道在内水压力、温度作用和地震作用下的承载机理和开裂特性的研究进展进行了归纳和总结,重点讨论了管道混凝土裂缝宽度的计算方法和控制措施,在此基础上提出了需要进一步研究的问题和发展方向,可为今后坝下游面管的深入研究和创新提供思路。     

坝后背管承载安全性能研究

采用钢筋混凝土非线性有限元法,考虑混凝土软化和分期施工过程,研究了某坝后背管的管坝接缝面应力状态、管道钢材应力和管道外包混凝土裂缝宽度,并且针对调速系统误操作引起的超载作用,研究了背管内水压超载破坏过程,评价了管道的承载安全性能,提出了减少配筋量和提高结构安全度的措施。研究表明:管道设计方案能够安全承载,结构的内水压超载安全系数为2.03;在规范"轴对称"配筋设计方法基础上,管道约束区可适当减少配筋量,环向断面不同位置可采用不同配筋量;提高主变平台以上局部管道的混凝土标号,可使结构破坏形式由局部失稳转化为整体失稳或强度破坏,能提高结构的整体安全度。     

埋藏式加劲环钢管抗外压失稳计算方法的分析与应用

对国内外现有埋藏式加劲环钢管抗外压稳定的计算方法进行了比较分析 ,并将这些方法编制成一个计算程序 ,经验证后 ,运用该程序对一个实际工程进行分析 ,所得计算结果和采取的工程措施为埋藏式加劲环钢管的抗外压稳定设计提供了有价值的参考。     

坝后背管承载性能研究进展

以理论分析法、模型试验与原型观测法、有限单元法为线索总结了近年来坝后背管承载性能的研究成果。重点评析了管道外包混凝土开裂前后应力状态的计算方法、外包混凝土裂缝宽度的计算方法、提高管道耐久性的措施、有限单元法在坝后背管中的应用。提出了需要进一步深入研究的问题,包括合理的钢材配置计算方法、钢衬外包混凝土裂缝控制研究、非线性承载性能和破坏机理研究、动力承载性能研究、温度控制和温度应力分析、新型材料和新型结构型式研究等。     

大型水电站导流洞堵头结构与稳定分析

在抗剪断理论的基础上采用非线性有限元分析方法,对某水电站导流隧洞堵头进行了三维有限元计算,并对堵头结构特征位置的应力、变形以及堵头整体的抗剪断安全系数等方面展开了深入分析。结果表明,25 m长度堵头部分可以满足初期封堵需要,45 m长度可以满足后期水库蓄水和封堵需要,分段封堵分期挡水方案是可行的。     

高水头水电站地下埋藏式钢岔管结构研究

结合某高水头水电站工程的实际，采用了一种考虑初始缝隙的埋藏式钢岔管有限元分析方法，即将围岩简化为在有限元节点上施加纯压缩弹性抗力的模型，对钢岔管与围岩联合承栽结构进行了有限元计算和分析，计算结果表明，围岩对钢岔管应力的影响和减小钢板厚度的效果十分显著。