摘要：Firstly,the common design principles for diversion tunnel plug are generalized,and two kinds of numerical analysis methods are *** the strength reduction FEM is introduced in numerical model analysis and the design steps of the plug's length are *** the progress to determine the plug's length,the equivalent plastic strain on the potential slip surface is assumed as the flag to tell the failure against sliding,and the plug stability is overall estimated from the plastic zone range and connectivity.

摘要：针对TBM隧洞动态掘进特征,采用与时间相关的动态边界条件模拟隧洞开挖、管片支护以及豆砾石灌浆等施工过程,结合管片衬砌在高(内、外)水压作用下渗透系数随着充排水过程而不断变化的特点,采用基于立方定理和管片接缝张开度的等效渗透系数来反映结构变形对渗透系数的影响,进而提出管片衬砌的等效耦合模型,并将其在大型有限元软件ABAQUS中进行二次开发得以实现,开展深埋TBM隧洞从施工开挖、管片衬砌支护、充水运行到放空检修全过程周期的仿真模拟分析。研究结果表明:在TBM隧洞动态掘进过程中,洞周孔压先随着开挖掌子面的推进而降低,并在衬砌支护后有所回升,在距离隧洞5倍洞径范围内孔压变化剧烈,开挖影响范围在25倍洞径范围左右;在考虑管片衬砌渗透系数随充水、排水过程的逐渐变化特性后,隧洞渗流场体现了明显的动态变化特征,在充水和排水过程中衬砌外孔压均呈现先减小后增大的规律。

摘要：月牙肋钢岔管具有制作安装简单、结构尺寸小、水流流态好等优点,是国内外众多水电站中应用最为广泛的岔管类型之一。目前针对月牙肋钢岔管已经开展了大量的研究工作,也积累了相当丰富的工程实践经验,但是仍有一些问题未被研究或设计人员所完全熟知和认同。本文主要从岔管体型设计、应力控制标准、埋藏式钢岔管联合承载机理、计算机辅助设计系统的开发以及肋板厚度方向性能5个方面介绍了水电站月牙肋钢岔管的最新研究进展,结合广泛的工程实例给出了相关设计参数的取值建议,并基于相关研究成果的总结分析,提出了比较明确的设计导向,可为水电站月牙肋钢岔管的设计以及相关科研工作等提供参考。

摘要：本文针对某引水式水电站设置在镇墩混凝土内的高压岔管,建立三维数值模型,采用有限单元法分析研究钢岔管外初始缝隙、镇墩混凝土开裂状态、以及基础围岩地质参数对岔管结构应力和变形的影响。计算结果表明:对于设置在镇墩混凝土内的钢岔管,按明管设计可使结构更加安全,但镇墩混凝土内应布置足够的钢筋,以保证镇墩混凝土的完整性;初始缝隙、镇墩混凝土开裂状态以及基础围岩变形模量对钢岔管应力状态具有显著的影响。建议考虑镇墩混凝土与钢岔管联合承载,按钢衬钢筋混凝土管道的设计方法进行设计,以达到减小钢岔管管壁厚度、简化施工工艺和节约工程投资的目的。

摘要：混流式水轮机稳定性的好坏直接关系到机组能否正常运行,其影响因素主要可分为水力稳定性和非水力稳定性,而前者是研究的热点问题。作为水力稳定性影响因素之一的轴向水推力是水流作用在转轮轴向上的力,通过推力轴承传递到厂房承重机架基础上,会影响轴承和厂房的安全运行。本文归纳分析了已建成水电站中由于轴向水推力异常导致的主要事故案例,从理论公式、试验测量和数值计算3个方面总结了轴向水推力计算的研究进展;系统讨论了多种水力激振力作用下轴向水推力的脉动特性,有利于提高对厂房的结构振动特性的认识;综合对比了减轻轴向水推力的各种措施及其特点,强调了对推力轴承的运行状态进行分析的重要性;最后展望了轴向水推力研究的发展趋势。本文可为继续深入研究涉及轴向水推力的相关工程设计、安全运行等问题提供参考。

摘要：首先介绍了美国水工钢筋混凝土相关规范与配筋设计理论,进而给出了水工钢筋混凝土结构设计的一般流程,结合中美规范在材料强度指标的差异给出了中美混凝土强度间的转换关系,并根据相关配筋公式编制了基于有限元应力计算结果的配筋计算程序,最后通过工程实例对比分析了中美规范在配筋方法与配筋量计算方面的不同.结果表明:经过材料强度换算后,同等轴力和弯矩条件下采用对称配筋设计,美国规范在小偏心受压区域计算得到的配筋量明显小于中国规范;在大偏心受压区域,随着轴力的减小,美国规范配筋量迅速增加,可能出现大于中国规范的情况,而后随着强度折减系数φ值从0.65增大到0.90,配筋量增幅速率放缓,配筋量又回到小于中国规范的情况.

摘要：为了改善目前球形钢岔管传统设计流程繁琐,方案比选工作量大,如要进行有限元计算,前处理建模时间很长,设计效率及计算精度有待提高等问题,并找到高效、精确的球形钢岔管设计分析方法,提出了球形钢岔管辅助设计系统。此系统基于CATIA二次开发工具Visual Basic 6.0编写,包含体型设计、应力校核、网格划分三大模块,可生成含节点、8节点实体单元、材料等信息的APDL格式文本,为有限元分析提供完整的前处理信息。结合某工程实例采用本辅助设计系统进行了球形钢岔管的设计及有限元分析,并与规范方法进行对比,结果显示本系统提供的计算结果满足规范要求,分析效率高于传统方法。对比分析证明了本辅助设计系统的可靠性和稳定性,该系统具有设计效率高、计算精确等优点,改善了传统设计方法中的问题,具有一定的应用前景。

摘要：基于水荷载的面力和体力作用理论,建立轴对称计算模型,推导了考虑混凝土开裂特征与围岩开挖松动圈影响的相关计算公式,并编制了对应的计算程序,在此基础上实现了基于通用有限元计算平台的透水衬砌计算仿真分析.计算结果表明:采用体力理论时,钢筋应力和裂缝宽度均明显小于面力理论,围岩承担了绝大部分的水压力,充分体现了围岩是隧洞内水压力承载主体的设计理念,对于隧洞局部围岩条件较差区域仅通过增大钢筋用量不能有效控制隧洞的渗透流量,建议对衬砌外围软弱岩体进行局部置换.

摘要：在高压隧洞发电运行过程中,衬砌钢筋应力普遍小于设计预期,并未达到既安全又经济的效果。本文基于混凝土塑性损伤模型与透水衬砌理论,提出了透水衬砌渗流-应力-损伤耦合算法。基于大型通用有限元软件平台ABAQUS进行二次开发,通过Fortran语言调用实用程序GETVRM获取材料损伤,并利用子程序USDFLD实现了材料渗透系数随损伤的动态更新,完成了隧洞初次充水加压工况中衬砌损伤开裂的耦合分析过程,研究了衬砌损伤开裂、渗透孔压以及钢筋应力的演化特征,并探讨了衬砌与围岩有条件联合承载特性对耦合结果的影响。可以发现:计算所得的衬砌损伤开裂特征与衬砌压水试验结果吻合,完全联合承载与有条件联合承载两种情况下,衬砌钢筋应力表现出明显的差异,说明衬砌设计中未考虑衬砌与围岩相互脱离,即有条件联合承载,是隧洞发电运行时衬砌钢筋应力普遍小于设计预期的原因。本文提出的耦合算法所得到的结果与工程普遍规律相符,具有一定推广性,可以为衬砌设计问题提供一定参考。

摘要：以某国外水电站进水口钢衬方变圆渐变段为研究对象,采用三维有限元法分别计算了渐变段在正常运行工况和放空检修工况下的应力和位移。渐变段钢衬单独承载和渐变段加劲环翼缘与围岩联合承载的计算结果对比表明,围岩可有效缓解管壳和加劲环的应力集中。采用联合承载设计可优化渐变段体形,减小加劲环截面的高度。建议在以后的渐变段结构设计中,加劲环增设翼缘,并适当考虑围岩联合承载。