摘要：介绍探索土体隧道掌子面开挖稳定性与施工条件的定量关系。首先,通过分析影响掌子面稳定性的主要因素提出掌子面稳定安全系数关于材料强度参数与施工条件参数的隐函数,并利用多元函数Taylor公式将掌子面稳定安全系数的隐函数变换为关于施工条件参数变量的多项式,然后给出确定单一施工条件参数变化下掌子面稳定系数的具体表达式的技术方法;重点提出采用响应曲面法确定多施工条件参数共同变化时F_s =F(t,s_t,s_s)的Taylor展开式。通过理想隧道开挖模型试验阐释该方法的具体应用,最后以狮子垄隧道工程为背景进行实例分析表明:在初始区域U_1内Fs的一阶模型是合适的,进而利用最速上升法寻找优化区域U_2,并经中心复合设计得到了F_s的二阶模型,经过方差分析验证此模型的有效性。

摘要：针对水工抗震设计规范的修订情况,以某软弱基岩河床式水电站厂房为例,对中间标准机组段建立基础—厂房整体有限元模型,研究设计反应谱特征周期和下降段衰减系数变动对厂房结构地震动响应的影响,然后依据《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)定量分析软弱基岩弹模变化对河床式水电站厂房自振特性及静动力响应的影响规律。结果表明:由于反应谱特征周期与衰减系数的调整,该厂房依照《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)所得响应较《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073—2000)更为剧烈,第一主应力与总位移可分别提高36.3%和29.8%,增强程度不可忽视。基岩弹模低于5.0 GPa时,厂房对基岩弹模的变化十分敏感,较小的改变也会显著影响厂房在静动力荷载环境下的应力、位移和变形等响应;基岩弹模高于5.0 GPa时,厂房对其变化不再敏感。可见,必须重视软弱基岩弹性模量参数改变的情况,这种改变将对其上建筑物的静动力计算结果产生不可忽视的影响。

摘要：引汉济渭秦岭输水隧洞越岭段的地质结构复杂、埋深大,对不良地质洞段岩体的稳定性进行分析研究十分必要。假定不良地质隧洞围岩及衬砌结构的材料为连续弹性介质,采用Drucker-Prager本构模型,利用弹塑性非线性有限元法对秦岭输水隧洞不良地质洞段的Ⅳ、Ⅴ类围岩施工中的开挖、支护过程进行模拟分析,得到了施工过程中纯开挖和初期支护工况下隧洞围岩塑性变形规律,为秦岭腹地不良地质洞段水工隧洞设计和施工过程选取可靠、安全、经济的支护方式提供参考。

摘要：为分析塔背不同回填材料与不同回填厚度对进水塔动态响应的影响,建立6种回填材料与4种回填厚度相互组合下的数值试验模型,对进水塔进行动力分析。对比进水塔关键部位的应力与位移发现:回填材料的不同对塔背与回填交界区域应力有一定影响,石渣回填时,此区域应力最大值有很大减小,接触面应力分布状态也发生了变化;回填厚度对塔顶位移的影响不大。根据数值试验的计算结果与分析规律,合理使用石渣回填,设计了一种新的回填型式。此型式下塔背与回填交界区域不在为集中应力发生的部位;接触面最大应力大幅减小,相同部位的应力值减小;大应力区位置向下偏移,且区域变大、变宽,说明新回填型式改善了进水塔结构的应力状态,对其安全很有利。将提出的回填方法应用于某泄洪洞进水塔结构中,对比分析了新回填型式与原回填型式两种情况下此进水塔塔背与回填交界角点应力时程曲线、塔背与回填接触面应力云图与损伤云图。结果表明新回填型式下进水塔与回填接触面的动态响应得到了很大改善,该方法对进水塔结构的抗震与安全具有重要意义,可供类似工程借鉴。

摘要：介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。

摘要：基于理想流体,将进水塔简化成水中悬臂梁体系,推导了其受迫振动时的动力响应方程,给出了进水塔内外表面动水压力的解析表达式。与有限元法、水工抗震规范公式计算结果进行了对比,分析验证了该方法在进水塔结构上的适用性及准确性。结果表明:动水压力表达式与结构振型密切相关。该方法的动水压力曲线趋势与有限元方法相似,均在水面以下某深度处迅速变大及达到最大值后曲线值减小弯回,两者最终在塔体底部收于相近的值;最大值大于有限元法,其最大值处曲线折回明显,幅度较大。弹性模量和进水塔高度对动水压力的曲线形态和数值有重要影响。同时,输入激励荷载的频率对动水压力影响巨大,尤其频率与进水塔某阶频率相近时会导致动水压力的异常增大。该方法对分析进水塔动水压力具有参考价值。

摘要：以哈密北750kV特高压输电塔工程为依托,将Q420单根角钢设计在输电塔架的塔腿中进行破坏性静力试验研究。根据试验结果分析子结构中高强等边角钢的受力性能、极限承载力、失稳形式及变形幅值等指标,并与单根角钢试验结果进行对比。试验研究表明,子结构中的高强等边角钢失稳破坏形态为弯扭屈曲,变形集中在底跨跨中部分,支撑杆件对高强角钢起到了约束作用,降低了高强角钢的长细比,提高了子结构的承载力。

摘要：采用结构大变形和三维梁单元理论探讨了超高输电塔结构的设计安全性。重点研究了电力行业通用分析设计程序TTA在超高塔中的适用性。西安南郊同塔750 kV、330 kV四回路超高输电塔结构的分析结果表明:TTA程序设计的西安南郊输电塔结构,大变形的影响不显著,采用较简单的小变形分析是可以满足设计要求的;采用TTA程序分析设计的超高输电塔结构,刚度和强度均可满足工程要求,程序的适用性是可以保证的,但塔体结构的最大应力ANSYS分析的结果要略大于TTA程序,应引起工程设计的注意。

摘要：通过对引汉济渭工程秦岭输水隧洞深部三类岩石片麻岩、花岗岩和石英片岩开展围压水平为0、5、10、15 MPa下的三轴压缩试验,分析研究了其力学性能变化,对深部花岗岩试件进行了单轴一次循环加卸载,并同步监测声发射变化,分析了声发射振铃计数、声发射能量和应力的特征规律。结果表明:秦岭隧洞深部片麻岩、花岗岩和石英片岩三类岩石试件的峰值强度和弹性模量均随着围压的增大而逐渐增大,弹性模量增幅随围压增大有所减小。围压一定时,花岗岩的强度和弹性模量均最大,但随着围压的增大,强度相差幅度有所减小,花岗岩的黏聚力和内摩擦角最大;花岗岩试件加载破坏后应力陡降,呈脆性破坏,岩爆倾向性较强;卸载再加载时,其累计声发射振铃计数和累积能量增长迅速,振铃计数率和能量率随应力增大迅速跃升,声发射活动剧烈,卸载会加速岩石受荷不稳定破坏的进程;冲击倾向性较高的岩石在单轴受压时释放较多的能量。

摘要：为了避免或降低潜在的岩爆风险,以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞为研究对象,采用加拿大ESG微震监测技术获取分析岩爆监测信息,对TBM隧洞微震监测设备的安装、传感器阵列布置、数据无线传输的方案进行了优化。通过长期监测结果和实际开挖情况对比发现:TBM洞段和钻爆法洞段80%以上的岩爆可提前预测,准确率分别达到90.96%和83.3%。