内水压力

摘要： 文章以南方某城市3层衬砌输水隧洞工程为研究对象,通过有限元软件建立精细化衬砌管片模型,分析了不同内水压力作用下3层衬砌受力情况。研究结果表明,在内水压力作用下,3层衬砌的管片张开量峰值为0.25mm,螺栓纵向应力峰值为88.7MPa,有效利用率为35.5%(即拉应力峰值与抗拉强度设计值比值),衬砌结构内水压力的承载力为0.6MPa。

摘要： 以水库引水工程隧洞工程为研究对象,利用有限元软件建立三维数值模型,分析了内、外水压力作用下引水隧洞的受力变形及螺栓损坏对隧洞衬砌的影响。研究表明,外水压力作用于引水隧洞时,衬砌管片呈现出向内收缩的变形趋势。衬砌管片内部环向压力大于外部环向压力,拱底处衬砌接头表现出应力集中的现象。拱底处衬砌内侧的管片接头位置,衬砌管片压应力出现峰值,该部位易被压碎。外水压力作用下螺栓损坏对衬砌管片和螺栓的影响有限。内水压力作用于引水隧洞时,管片衬砌结构的变形主要为向外侧变形,对于环向应力,主要以环形拉应力为主,且管片内侧的环向拉应力大于外侧。

摘要： 隧道衬砌管片结构直接影响隧道整体安全。本文以某输水水工隧洞为研究对象,利用有限元软件建立三维模型,计算管片变形与应力、接缝变形和螺栓应力,系统分析了内水压力作用下水工隧洞管片衬砌结构受力变形规律。研究表明,管片衬砌结构在内水压力作用下主要呈现向外的变形趋势,环向应力主要以环形拉应力为主;水头高度对不同位置接缝的裂缝宽度影响较小,裂缝平均宽度与水头高度的增长呈现线性关系;同一接缝的外侧开度较大,内侧开度较小,但同一接缝的裂缝开度差值接近;螺栓对于裂缝开度具有一定的限制作用,对于不同接缝和同一接缝不同开度,接缝宽度越大,当螺栓固定程度相同的情况下,螺栓对于裂缝的限制作用越大。

摘要： 长距离管道输水是解决水资源分布不均衡的有效措施之一。针对典型工程设计中比较关心的输水方式选择、最大设计内水压力确定、管道壁厚确定等问题进行讨论,以期得到技术经济合理的设计方案,为其他类似工程设计提供参考借鉴。

摘要： 对于承受内水压力的钢筋混凝土隧洞,当隧洞钢筋混凝土破损、开裂、伸缩缝失效时,若处理不当,内水外渗,易引起隧洞结构破坏,围岩失稳.对燕霄隧洞采用钢衬和灌浆相结合的方式进行加固,有效提高隧洞承受内水压力的能力,满足隧洞结构安全和防渗要求.

摘要： 结合巴塘水电站工程,针对垫层蜗壳和直埋蜗壳,研究对比钢蜗壳及外围混凝土的受力特性.研究表明:直埋蜗壳在外露部位的应力存在应力突变,蜗壳钢板整体结构受力不均匀.垫层蜗壳不仅可以发挥埋入混凝土内的蜗壳钢板承担内水压力的能力,还能使蜗壳整体结构的应力均匀.

摘要： 回填钢管在水利水电行业应用逐渐增多,但是国内该行业中尚未有关于回填钢管的设计规范.通过对比分析CECS规范、日本规范和ASCE规范,对回填钢管设计中的荷载计算及组合、弯矩计算、允许应力和安全系数等内容进行探讨.研究表明:3种规范所采用的设计理论、设计思路基本相同,但在荷载计算、荷载组合、内力计算等方面存在差别,适用于不同的情况;考虑到水利水电行业回填钢管通常管径大、内压高、刚度小的特点,在设计时建议考虑管重、水重及外水压力等荷载,内水压力的计算宜遵循水利水电行业规定,采用棱柱荷载计算管顶竖向土压力;建议参考日本规范,在弯矩计算公式中直接加入内水压力项,定量计算内水压力对弯矩的折减作用.

摘要： 为了避免输水隧洞混凝土衬砌在运行中可能会出现不同程度的开裂破坏现象。为评价衬砌结构安全性,有必要开展输水隧洞混凝土衬砌结构的开裂分析,并揭示其裂缝开展及分布规律。以华东地区汤浦水库有压输水隧洞为例,建立隧洞围岩-衬砌结构非线性有限元模型,研究在内水压力等荷载综合作用下衬砌结构的应力、变形状态,并通过分级加载揭示了衬砌结构在内水压力作用下的破坏模式。研究结果表明:在高内压作用下,混凝土衬砌首条裂缝出现在衬砌结构的几何转角区域;由于受裂缝区域应力释放的影响,后续裂缝开展呈现出近似对称的规律。因此,在衬砌结构设计和安全运行监测时应对结构几何转角区域给予足够重视。

摘要： 本文以广东省珠江三角洲区域某高压输水隧洞为例,分析软岩中高压输水隧洞承受荷载的情况,以及高内水压力通过钢内衬传递至混凝土衬砌内表面的应力情况,对比在普通钢筋混凝土外衬与钢管内衬之间增加聚乙烯泡沫板隔离层前后混凝土砌结构受力情况及配筋率,结果证明增加隔离层吸收钢内衬传递应力后,衬砌结构配筋率可大大降低,达到了优化结构、节约成本的目的。

摘要： 为解决垫层蜗壳结构垫层材料耐久性和力学稳定性不能准确确定的问题,以拉西瓦水电站工程为依托,利用ANSYS三维有限元计算软件,结合已有科研成果,计算了水轮机蜗壳结构在内水压力作用下钢蜗壳的径向位移值,确定了内水压力作用下蜗壳结构压缩间隙的大小,在垫层蜗壳结构垫层材料耐久性和力学稳定性不能准确确定方面走出了一条新路.

摘要： 以盾构隧洞复合衬砌用于承受高内水压力是一种正在被应用的新型结构,计算这种结构的受力目前还缺乏有效的实用方法.本文采用荷载结构法,分别计算围岩、各层衬砌结构单独承担内水压力时径向位移与内水压力关系,然后根据围岩和各层衬砌径向位移变形协调条件确定复合衬砌各自分担的内水压力,各构件分别承担的内水压力之和即为复合衬砌承担的内水压力,再叠加上隧洞外围岩水土压力所能平衡的内水压力,即为总的能承担的内水压力,并用这种方法初步分析了已建的工程.该方法力学概念明确,计算简便,可为分析这种结构提供一种实用的计算方法.

摘要： 西龙池抽水蓄能电站钢岔管HD值高达3552.5m2,采用对称Y形月牙肋钢岔管,在国内首次采用考虑围岩分担内水压力的设计.借助工程原型进行应力量测与分析,同时根据埋藏式条件下实际运行状态进行三维有限元计算分析,并将计算成果与观测主要成果进行比较,以验证埋藏式条件下钢岔管考虑围岩分担内水压力设计的可行性和工程运行的安全性.

摘要： 双护盾掘进机掘进与管片衬砌几乎同时进行,具有快速施工的特点,但管片衬砌能否承受电站引水隧洞高内水压力作用,是决定引水隧洞能否采用管片衬砌及TBM施工的关键之一.结合青松电站引水隧洞,对管片衬砌在承受高内水压力作用下的应力与变形特性进行三维有限元计算,对影响管片接缝张开的主要因素进行分析,获得在高内水压力作用下的管片应力、变形分布,深化对高内水压力作用下的管片衬砌特性的认识.计算发现在内水压力作用下,管片衬砌具有柔性变形特征,就青松电站而言,在现有的接缝止水技术条件下,管片衬砌可承受高水头内水压力作用,这对推动管片衬砌及TBM在引水隧洞中的应用具有重要意义.

摘要： 几内亚苏阿皮蒂水电站主坝为碾压混凝土重力坝,最大坝顶高程为215.5m,发电厂房为坝后式地面厂房.电站压力钢管采用坝下游面明钢管,单管单机布置.电站装机4台,装机容量450MW.为了解该坝坡明管在内水压力、温度荷载及地震作用下的应力变形规律,对大坝、管道及厂房建立三维有限元模型,利用有限单元法进行计算分析,重点研究了静动力工况下管道位移、支座滑动、伸缩节变形及压力钢管应力分布规律.相比坝下游面钢衬钢筋混凝土管道,坝后明管在国内设计中较为少见,本文旨在结合该工程实际,利用有限元方法对坝下游面明钢管进行计算校核,以期对中国坝后明管的设计提供参考.

摘要： 输水隧道在运营过程中内水压力的增降会影响衬砌结构的安全性甚至导致衬砌提早破坏.目前,既有理论成果较少考虑内水压力的变化对输水隧道所带来的影响,也较少针对隧道衬砌本身应力进行分析.依托上海青草沙长兴岛域输水隧道工程,在考虑输水隧道内水压力变化的情况下,引入隧道洞周的非均匀收敛变形模式,采用复变函数法理论,提出了输水隧道运营过程中内水压力变化影响下的衬砌变形和应力的计算方法.将地表沉降和衬砌径向位移的理论解析结果与数值模拟结果进行对比,验证了所提方法的可靠性.此外,针对隧道拱顶埋深、衬砌厚度、内水压力等参数进行了敏感性分析.研究结果表明:衬砌的径向位移形态基本呈现“蝴蝶”形;随着内水压力的增加,径向位移曲线由“蝴蝶”形逐渐向“馒头”形过渡,并且径向位移越来越大.衬砌的环向位移基本形态呈向左倾斜的“葫芦”形;内水压力对衬砌的环向位移的基本无影响.衬砌径向应力随着内水压力的增加,径向应力形态逐渐向中心收缩.衬砌环向应力随着内水压力的增加,环向应力分布曲线由“蝴蝶”形逐渐变为“馒头”形,且环向应力显著增大.衬砌的切向应力形态呈现向右倾斜的“蝴蝶”形,内水压力变化对衬砌切向应力的影响可以忽略不计.

摘要： 近年来雨水淹城灾害频发,为解决这一问题,国家大力提倡建设"海绵城市".国内很多城市响应号召,开始规划建设调蓄隧道.在很多大城市,浅层地下空间一般被地铁等地下结构占据,调蓄隧道只能在深层地下空间建设,一般具有直径大、地层条件复杂等特点.由于埋深较大,在隧道内贮满水时将在结构内壁产生很大的内水压力,而由大量管片拼装而成的盾构隧道的关键问题就是防水.基于上述特点,深埋调蓄隧道的受力状态与一般隧道相比将更加复杂,而考查深埋调蓄隧道的地震安全性是很有必要的.本文在地下结构传统抗震分析方法的基础上,针对调蓄隧道流-固耦合问题,建立了基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法的隧道地震响应分析方法.以某工程为分析对象,在计算模型中同时考虑了土-结构动力相互作用、场地土体无限元边界等因素.通过对隧道内满水、半水和空水情况的对比发现:满水状态下,隧道的地震响应强于半水状态和空水状态,除了流-固耦合作用外,水体本身的惯性作用也对地震响应的增大产生了影响;隧道内水体的存在改变了结构的地震响应受力形式,而且水位不同也会对隧道的地震响应形式带来不同的影响;地震作用引起隧道内较大的动水压力,隧道接头防水安全性问题应特别注意.研究结论可为调蓄隧道的工程设计提供指导.

摘要： 马鹿塘水电站位于云南文山,于2010年5月建成发电.该工程为地下埋藏式钢管,钢管道沿线地质条件良好.该工程压力钢管道设计,成功解决了深埋钢管内、外水影响选线的矛盾,围岩分担了较多的内水压力.同时对钢管道外的排水措施、抗外压稳定计算方法、岔管结构设计以及岔管围岩分担内水压力等关键技术问题进行了有益的探索,并通过检测资料分析论证了钢管道安全性.该工程设计,节约了大量的资金,方便了施工,可供其他工程设计借鉴.

摘要： 本文以南昌市城北水厂工程中穿越赣江取水隧洞为工程背景,对小断面盾构法输水隧道的设计进行了全面的论述.内力分析表明盾构法输水隧道与公路、铁路等其他用途盾构隧道的最大区别在于内水压的存在,其设计难点在于合理内水压力的确定.需要在考虑隧道所受的外部最高、最低地下水位,隧道运营阶段的平常内水压力与异常内水压力的基础上进行工况组合,得到隧道的内力包络图后进行配筋,才能得到安全经济的设计结果.穿越赣江盾构法输水隧道的实施可增加国内为数不多的在岩层中单衬砌盾构法输水隧道的工程案例,为小断面输水隧道的建设提供了新的建设途径.

摘要： 以上海某盾构输水隧洞为工程背景，对内外荷载共同作用下的双层衬砌结构的计算模型和分析方法进行研究。首先，考虑管片施工后外部水土压力达到稳定的时间过程，将输水隧洞衬砌受力分为2个施工步；并采用梁—弹簧模型模拟了双层衬砌在内外荷载联合作用下的受力变形，用Goodman单元评价内外衬相互作用；最后，对结合面的参数敏感性进行了研究。

摘要： 本发明涉及一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置，包括防水结构单元、分区排水单元和信息采集控制单元；防水结构单元包括注浆圈、隧道初衬、防水板和隧道二衬；隧道抗水压段沿轴向方向分为若干分区，分区排水单元包括设置于每个分区的防水板边界处的环向遇水膨胀止水条、分布在每个分区的隧道初衬和防水板之间的多个纵向排水管以及分别用于将每个分区断面所有纵向排水管连接并将每个分区的隧道轴向蓄排水汇集排出的若干环向集水管；信息采集控制单元包括设置于各纵向排水管上的水压监测器、卸压阀和数据处理中心。与现有技术相比，本发明可对隧道进行分区限量排水，既满足各段不同排水需求，又可实时监测水压，按需自动限量排水。

摘要： 本发明公开了一种获取超孔隙水压力及裂隙水压力响应特征的装置及方法，包括模型箱和设置在模型箱内的模型，模型箱顶部设有密封盖，模型箱后部设有水箱，水箱与模型箱接触一侧设有透水石挡板，所述模型箱底部为振动台，振动台放置在离心机的吊篮内，模型内设有含水率传感器和孔压传感器。本发明通过对模型进行离心机振动台试验，分析离心振动过程斜坡软弱层带孔隙水压力及裂隙水压力响应特征，模型变形特征，振动过程软弱层带裂隙扩容特征。为地震大型滑坡孔隙水和裂隙水的激发效应提供科学依据。

摘要： 本发明提供了水电站引水压力钢管外围水压力控制系统,由单向流阀、球室、控制球、侧槽、进水口、过水道、凸起、排水管、水电站引水压力钢管、多脂肥皂环带、环状汇水管、泄水管、水压力控制阀组成,本发明的水电站引水压力钢管外围水压力控制系统，结构简单、施工方便、成本低廉，不需要在水电站引水压力钢管壁上钻孔，解决了高强度钢管不允许钻孔再焊接堵孔和普通钢管开孔补强质量不易保证，容易引起内水外渗的难题，且压力钢管外围水压力能够控制自如，使压力钢管内、外水压力基本保持相同成为可能，既可以避免压力钢管放空时因外围水压力过大而破坏的情况发生，又可以保障压力钢管不受过水外扩、放水内收反复变形引起的疲劳破坏。

摘要： 本发明涉及一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置，包括防水结构单元、分区排水单元和信息采集控制单元；防水结构单元包括注浆圈、隧道初衬、防水板和隧道二衬；隧道抗水压段沿轴向方向分为若干分区，分区排水单元包括设置于每个分区的防水板边界处的环向遇水膨胀止水条、分布在每个分区的隧道初衬和防水板之间的多个纵向排水管以及分别用于将每个分区断面所有纵向排水管连接并将每个分区的隧道轴向蓄排水汇集排出的若干环向集水管；信息采集控制单元包括设置于各纵向排水管上的水压监测器、卸压阀和数据处理中心。与现有技术相比，本发明可对隧道进行分区限量排水，既满足各段不同排水需求，又可实时监测水压，按需自动限量排水。

摘要： 本发明公开了一种获取超孔隙水压力及裂隙水压力响应特征的装置及方法，包括模型箱和设置在模型箱内的模型，模型箱顶部设有密封盖，模型箱后部设有水箱，水箱与模型箱接触一侧设有透水石挡板，所述模型箱底部为振动台，振动台放置在离心机的吊篮内，模型内设有含水率传感器和孔压传感器。本发明通过对模型进行离心机振动台试验，分析离心振动过程斜坡软弱层带孔隙水压力及裂隙水压力响应特征，模型变形特征，振动过程软弱层带裂隙扩容特征。为地震大型滑坡孔隙水和裂隙水的激发效应提供科学依据。

摘要： 本发明提供一种孔隙水压力计及孔隙水压力测试装置，其包括保护壳以及置于保护壳内的主体、第一过滤器；主体，包括压电式压力敏感单元、恒流激励单元、模数转换单元以及出线接头，所述出线接头位于所述保护壳的外部；第一过滤器，置于所述保护壳内且具有外露于保护壳之外的外露部，第一过滤器与所述主体间设有密封圈。本发明便于数据采集。

摘要： 本发明提供了水电站引水压力钢管外围水压力控制系统,由单向流阀、球室、控制球、侧槽、进水口、过水道、凸起、排水管、水电站引水压力钢管、多脂肥皂环带、环状汇水管、泄水管、水压力控制阀组成,本发明的水电站引水压力钢管外围水压力控制系统，结构简单、施工方便、成本低廉，不需要在水电站引水压力钢管壁上钻孔，解决了高强度钢管不允许钻孔再焊接堵孔和普通钢管开孔补强质量不易保证，容易引起内水外渗的难题，且压力钢管外围水压力能够控制自如，使压力钢管内、外水压力基本保持相同成为可能，既可以避免压力钢管放空时因外围水压力过大而破坏的情况发生，又可以保障压力钢管不受过水外扩、放水内收反复变形引起的疲劳破坏。

摘要： 本实用新型公开了一种富氢水压力桶用稳压装置以及富氢水压力桶。本实用新型的富氢水压力桶用稳压装置，包括压力传感器以及稳压组件，所述压力传感器用于检测所述富氢水压力桶内的压力；所述稳压组件包括泄压阀以及增压泵，且与所述富氢水压力桶内部连通，所述增压泵和所述泄压阀可根据所述压力传感器测得的实际压力值与预设压力值的大小关系对所述富氢水压力桶进行增压或泄压。本实用新型通过压力传感器与增压泵和泄压阀的相互配合，调节富氢水压力桶内部的压力，保证富氢水压力桶内部的压力处于正常范围，使得出水更加顺畅，解决了因压力过大导致富氢水压力桶爆炸的问题。本实用新型的富氢水压力桶包括上述的富氢水压力桶用稳压装置。

摘要： 本实用新型提供一种孔隙水压力计及孔隙水压力测试装置，其包括保护壳以及置于保护壳内的主体、第一过滤器；主体，包括压电式压力敏感单元、恒流激励单元、模数转换单元以及出线接头，所述出线接头位于所述保护壳的外部；第一过滤器，置于所述保护壳内且具有外露于保护壳之外的外露部，第一过滤器与所述主体间设有密封圈。本实用新型便于数据采集。

摘要： 本发明提供一种模拟高内水压力作用下水工隧洞衬砌内水外渗的试验装置，属于水利水电工程技术领域。试验装置包括衬砌模型试验系统、内水压力加载系统及量测系统，衬砌模型试验系统用于放置不同的衬砌模型试样并模拟其在高内水压力作用下的力学和渗流行为；内水压力加载系统用于模拟水工隧洞充水加载过程；量测系统用于量测试验过程中衬砌模型的变形、开裂与渗透性。本发明第二个方面提供相应的试验方法：通过控制阀与压力表调节内室压力，并在外室压力油管上设置自动压力阀，模拟不同的隧洞衬砌内、外水压力环境，并结合激光位移传感器、高清数码相机、压力与流量监测，获得衬砌模型的变形、开裂和渗透特性，研究高压隧洞衬砌的内水外渗行为特征。