考虑主筋约束作用的高压水工隧洞衬砌裂缝开度研究

作     者：陈晨 曹瑞琅 姚磊华 刘立鹏 王玉杰 CHEN Chen;CAO Ruilang;YAO Leihua;LIU Lipeng;WANG Yujie

作者机构：中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100038 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0401801 2016YFC0401804) 国家自然科学基金项目(51709282) 

出 版 物：《水利水电技术》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2018年第49卷第11期

页      码：75-81页

摘      要：针对高压水工隧洞衬砌裂缝开度的研究,基于钢筋混凝土有限差分方法,引入Cable结构单元,对衬砌开裂后混凝土—钢筋的联合承载特性进行分析,结果显示,裂缝开裂位置与衬砌力学状态有关。通过探讨运行期高内水压力工况下主筋对衬砌裂缝的约束效果,分析了环向配筋率、钢筋位置、隧洞半径和围岩类别对衬砌裂缝开度的影响,并通过逐步回归分析提出高压水工隧洞衬砌的限裂设计优化方法。结果表明:衬砌最大裂缝开度与环向配筋率、围岩变形模量呈反比,选择适中的钢筋位置可以实现对衬砌的最佳约束;在衬砌限裂的优化设计过程中,建议优先采取固结灌浆等工程措施,改善围岩力学性能,其次提高衬砌环向配筋率以减小最大裂缝开度,将调整钢筋位置和隧洞半径作为衬砌限裂的辅助方法。本文研究成果为高压水工隧洞衬砌限裂设计配筋计算和裂缝预测提供重要参考。

主 题 词：高压水工隧洞 衬砌开裂位置 主筋 裂缝开度 优化设计 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 

D　O　I：10.13928/j.cnki.wrahe.2018.11.011

馆 藏 号：203424037...