基于粘結(jié)裂縫模型的混凝土襯砌壓力隧洞水力劈裂分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)水電的需求越來越大。我國(guó)水能資源蘊(yùn)藏量居世界第一，但是水能資源利用率不高，另外水資源分布極不均勻。為解決這兩方面問題，需要修建水電站來增加水能資源的利用，另一方面要進(jìn)行跨流域調(diào)水。這都會(huì)涉及到水工壓力隧洞，水工壓力隧洞是水利水電工程中常見的引水、輸水建筑物之一。水工壓力隧洞一般都采用圓形橫斷面，設(shè)置混凝土襯砌。隨著一大批高水頭、大埋深隧洞的建設(shè)，對(duì)隧洞的設(shè)計(jì)要求也就越來越高，隧洞發(fā)生劈裂的后果也就越來越嚴(yán)重，所以要

2、盡量的避免水工隧洞發(fā)生水力劈裂。
　　 本文即是基于Abaqus軟件中的粘結(jié)裂縫模型，提出帶有滲流分析功能并考慮水力劈裂作用的粘結(jié)裂縫單元模型，采用非均勻分布的粘結(jié)裂縫區(qū)域來模擬水力劈裂，建立壓力隧洞水力劈裂分析模型，并在此基礎(chǔ)上研究圍巖特性和襯砌特性對(duì)襯砌水力劈裂內(nèi)水壓力的影響，最后提出襯砌水力劈裂的預(yù)防和治理措施。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)對(duì)隧洞圍巖與襯砌聯(lián)合承載機(jī)理以及內(nèi)水荷載的施加，壓力隧洞內(nèi)水外滲耦合分析

3、以及巖體水力劈裂等進(jìn)行了綜述。并指出了存在的不足和有待進(jìn)一步研究的問題。
　　 (2)在Abaqus軟件中的粘結(jié)裂縫模型的基礎(chǔ)上，研究提出了帶有滲流分析功能并考慮水力劈裂作用的粘結(jié)裂縫單元模型，并建立了壓力隧洞襯砌水力劈裂分析模型。
　　 (3)結(jié)合襯砌和圍巖力學(xué)參數(shù)的非均勻性，基于隨機(jī)場(chǎng)理論研究粘結(jié)裂縫單元強(qiáng)度的隨機(jī)賦值方法。
　　 (4)擬定不同的圍巖參數(shù)和襯砌參數(shù)，利用上述分析模型進(jìn)行了襯砌水力劈裂的影響因