高砼面板堆石壩安全監(jiān)測(cè)光纖陀螺系統(tǒng)運(yùn)行管道研究.pdf

1、隨著光纖陀螺系統(tǒng)在水布埡面板堆石壩上的成功應(yīng)用，近幾年該系統(tǒng)贏得了眾多高混凝土面板堆石壩建設(shè)者的青睞。而運(yùn)行管道作為光纖陀螺系統(tǒng)正常工作的保障，一旦出現(xiàn)問題就會(huì)嚴(yán)重影響光纖陀螺系統(tǒng)的正常監(jiān)測(cè)工作。目前對(duì)于運(yùn)行管道的研究?jī)H限于安裝和運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)踐認(rèn)知，為了保障光纖陀螺系統(tǒng)能安全穩(wěn)定的工作，還需要對(duì)運(yùn)行管道的應(yīng)力變形特點(diǎn)做大量地分析研究。
　　本文采用ANSYS軟件針對(duì)運(yùn)行管道的應(yīng)力變形特點(diǎn)展開了系統(tǒng)地研究，建立了猴子巖面板堆石壩0

2、+117.5剖面內(nèi)三條運(yùn)行管道的三維實(shí)體有限元模型，對(duì)現(xiàn)有運(yùn)行管道在竣工期和蓄水期兩個(gè)工況下的應(yīng)力變形情況進(jìn)行了模擬分析。在此基礎(chǔ)之上，建立了新材料管道的尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，通過(guò)相應(yīng)的分析計(jì)算選出了新材料管道的最優(yōu)尺寸，并對(duì)其進(jìn)行了分析驗(yàn)證。主要研究的內(nèi)容如下：
　?。?）結(jié)合在建的猴子巖面板堆石壩內(nèi)敷設(shè)的光纖陀螺系統(tǒng)運(yùn)行管道的實(shí)際情況，利用ANSYS軟件建立了壩體和管道的三維實(shí)體有限元模型，分析計(jì)算了三條運(yùn)行管道在竣工期和蓄水期兩

3、種工況下的應(yīng)力變形情況。通過(guò)分析得出斜面運(yùn)行管道在面板垂直方向上的變形有兩個(gè)峰值，分別位于距壩底管口106.7m和198.2m處，而兩條水平管道的豎向變形呈拋物線式分布,最大值出現(xiàn)在管道中部偏向下游的區(qū)域。
　?。?）為了計(jì)算三條運(yùn)行管道內(nèi)波紋管的徑向變形和管道內(nèi)的等效應(yīng)力，本文建立了三條運(yùn)行管道的細(xì)部模型，模型的處理方法與之前的相似。從分析結(jié)果可以看出三條運(yùn)行管道內(nèi)波紋管的徑向變形均呈拋物線式分布，其最大值都出現(xiàn)于管道的中間區(qū)域

4、，管道內(nèi)部等效應(yīng)力的分布規(guī)律也基本一致，都是關(guān)于管道中點(diǎn)處對(duì)稱，其最大值都出現(xiàn)在管道的兩端處,往中間部位等效應(yīng)力的值都出現(xiàn)先減小后增大的情形。
　　（3）利用ANSYS軟件自帶的APDL語(yǔ)言開發(fā)出新材料管道尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)的有限元程序，通過(guò)該程序分析選出三種新材料管道的最優(yōu)尺寸，即內(nèi)徑150mm,壁厚5mm。為了選出最佳的管道材料，也為了能夠驗(yàn)證所選新材料管道是否能在當(dāng)前運(yùn)行管道敷設(shè)處更好的工作，本文將最優(yōu)尺寸的新材料管道代入之前的整