无粘结环锚预应力混凝土衬砌三维有限元计算分析研究

摘要

本文以山西西龙池工程无粘结预应力混凝土衬砌为例，运用有限元方法对此种衬砌进行了计算分析。主要内容如下： (1)无粘结预应力混凝土衬砌三维有限元模型中锚索预应力的分析计算。把锚索预应力当作外力施加到衬砌模型上，并采用荷载分布系数法考虑锚索预应力的不均匀分布特性。此种计算方法，简化了有限元模型，减少了有限元数量，简单地实现了衬砌中锚索预应力的施加。 (2)建立无粘结环锚预应力混凝土衬砌三维有限元模型。小浪底工程衬砌有限元计算在施工，检修，运行均采用同一种计算模型。本文通过进一步研究，讨论分析了影响此种结构三维有限元模型建立的诸多因素。提出了建立此种结构模型的新思路。 (3)西龙池工程无粘结环锚预应力混凝土衬砌三维有限元计算分析。在小朗底工程三种工况(施工，检修，运行)分析的基础上，补充了三维有限元计算结果分析技术，考虑了两种可能在施工中出现的不利情形，保证工程的安全性和经济性。 (4)单排锚具槽布置衬砌有限元计算分析。鉴于双排锚具槽布置衬砌的不足之处，提出了单排锚具槽布置方案，并对此种衬砌结构的有限元模型进行了分析计算，得到单排锚具槽衬砌的比较优势。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1问题的提出

1.2水工隧洞混凝土衬砌结构形式

1.3隧洞衬砌设计计算方法

1.4预应力混凝土材料研究应用现状

1.5预应力混凝土技术水工应用概况

1.6本文的主要工作

第二章山西西龙池抽水蓄能电站工程概况

2.1工程枢纽布置

2.2预应力混凝土衬砌结构布置

第三章西龙池工程无粘结预应力混凝土衬砌计算

3.1计算体型

3.2计算工况

3.3荷载工况组合

3.4体型工况荷载组合

3.5模型中预应力荷载施加方法

3.6双排锚索布置衬砌预应力计算

3.7衬砌模型加载预应力计算

第四章混凝土衬砌三维有限元模型的建立

4.1计算模型材料假定

4.2计算模型建立原则

4.3施工期计算模型

4.4检修期模型的建立

4.5运行期计算模型的建立

第五章衬砌三维有限元计算结果分析

5.1计算结果分析方法

5.2锚索施工张拉优化分析

5.3全部锚索张拉完毕结果分析

5.4检修期计算结果分析

5.5运行期计算结果分析

5.6锚索失效情况

5.7工程建议

第六章总结与建议

参考文献

在攻读硕士期间发表的论文及科研情况

致谢