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：为给乌东德水电站尾水洞Ⅳ类围岩洞段选取适当的地下洞室衬砌形式,分析了该洞段围岩的岩石矿物组成、物理力学性质、结构面性状、岩体完整性及透水性等岩体特性,从地下水对围岩的软化作用和围岩渗透破坏方面评价了透水衬砌对围岩的影响。结果表明:Ⅳ类围岩洞段总体具有不易被地下水软化的特点,地下水对围岩稳定影响小,采用透水衬砌不会产生渗透破坏。研究成果可为尾水洞衬砌设计提供参考。

摘要：在北方寒区高地下水位区的渠道建设中,不仅要注意开源节流,还应该防止渠道衬砌结构的冻胀破坏。本文以辽宁省灌区铁甲干渠的4号分干渠为例,从节水效果、冻胀减轻度和工程造价等3个维度对高地下水位渠道透水衬砌结构的设计方案进行优化选择。结合分析结果,建议在工程设计中将透水体结构设置在渠底中部。

摘要：国内大都采用荷载结构法及限裂设计的方法对水工高压隧洞的衬砌进行不透水设计。而实践证明,不透水设计并不适合于高压引水隧洞,它将导致过高的配筋量。目前,国内水工高压隧洞结构透水设计尚无适用的规范可循,因此,有必要寻求一种合理、安全的透水设计方法。针对水工高压隧洞,基于体力理论,提出一种对衬砌结构进行透水设计的有限元计算方法,并将其应用于某水电站工程。该方法可模拟隧洞的施工过程和运营检修工况,考虑渗流场和应力场的直接耦合作用,根据内力值计算衬砌裂缝的开展宽度以及相应的配筋量等。通过对比分析,说明在衬砌透水设计中隧洞满水状态为对其进行配筋的控制工况,且结果更符合工程实际,并能大大节省配筋量。

摘要：厄瓜多尔CCS水电站压力管道具有埋深大、水头高等特点,常规不透水衬砌设计将导致配筋量过高而难以适用。CCS水电站压力管道采用了透水衬砌设计,在对透水衬砌渗流场与有限元结构耦合作用分析的基础上,根据内力值计算了衬砌的配筋量。结果表明:在完建与检修工况下,衬砌混凝土自身能够满足应力需要,可不配置钢筋;在正常运行工况下,透水衬砌所需配筋量较小;在水击工况下,衬砌所需配筋量相对较大,为透水衬砌配筋的控制工况。与常规不透水衬砌相比,透水衬砌设计可大大节省配筋量,并且计算结果与工程实际情况更为符合。

摘要：基于高压隧洞透水衬砌理论,考虑了钢筋应变不均匀系数ψ_1和裂缝间混凝土应变不均匀系数ψ_2对配筋计算的影响,讨论了透水衬砌的设计方法,给出了使用透水衬砌理论进行工程设计的基本步骤,最后结合工程实例量化分析了考虑应变不均匀系数ψ_1、ψ_2影响的钢筋应力与渗流量变化特征.计算结果表明,ψ_1、ψ_2对钢筋应力和单位管长渗流量均有明显影响,且前者的影响大于后者,同等配筋条件下的钢筋应力差别主要来源于ψ_1,但当配筋率减小到一定程度时(小于0.4%),ψ_1、ψ_2对渗流量的影响可以忽略;同时,随着钢筋应力的逐渐增加,ψ_1、ψ_2的影响逐渐减小,且在钢筋应力达到某一较大数值后(如ψ_1=1.0时,120MPa),由于钢筋的作用得以充分发挥,ψ_2的影响基本可以忽略.

摘要：应用透水衬砌设计理论,对惠州抽水蓄能电站高压隧洞进行数值计算分析。根据高压隧洞实际施工及运行过程,分别依次计算了隧洞开挖、衬砌灌浆和充水运行等工况。为模拟高压隧洞的充水过程,计算了不同内水头时的隧洞内压工况。为反映不同参数对高压隧洞结构的影响,对围岩弹性模量、渗透系数、灌浆圈围岩弹性模量、灌浆圈围岩渗透系数等参数进行了敏感性分析。

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：引黄入晋工程总干线一、二级地下泵站出水高压管道，通过论证，岩石覆盖厚度满足要求，可以根据透水衬砌理论设计思想，以围岩做为内压主要承担者，采用钢筋混凝土衬砌设计，符合今后高压管道设计趋势。

摘要：高台县七坝干渠地处严寒地区 ,原渠道为土渠 ,渠道沿线地质条件较差 ,渗漏严重 ,地下水位较高 ,如采取普通的刚性衬砌形式 ,冻胀破坏十分严重。结合渠线地质条件 ,采用混凝土异形砖结合干砌石的透水衬砌形式进行渠道改建 ,达到了防止冻胀、规整渠道、减少渗漏的目的。