新疆莫莫克水利枢纽工程泄洪洞有限元分析

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pz421769788
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随着社会生产发展的需要,我国大力兴建水利工程。隧洞工程在许多水利水电工程中发挥着重要作用。其中泄洪洞作为重要的泄水建筑物,施工建设过程中会遇到复杂的地形地质条件,隧洞工程建设的成败关系到整个水利工程能否成功实现预期目标。本文以新疆莫莫克水利枢纽工程泄洪洞为工程背景,以有限元分析软件ANSYS作为工具来建立有限元模型,对泄洪洞Ⅲ类、Ⅳ类围岩分别在施工期、运行期和检修期三种不同工况下的围岩稳定性进行分析,最后用时程分析法分析泄洪洞在不同围岩类别、不同埋深和不同衬砌厚度下的动力响应规律。论文主要研究结论如下:(1)洞室在采取支护措施后不同方向的位移均减小,节点在竖直方向的位移与距模型底部距离呈正相关,竖向位移较大的位置主要集中在拱顶附近,支护结构能够抑制围岩松动,却不能让洞室一周的变形规律发生改变。拉应力产生位置主要集中在底板中间,压应力产生的位置主要集中在拱脚。(2)Ⅲ类围岩受力性能较好,Ⅳ类围岩受力性能一般,三种工况下的共同点是隧洞拱顶的竖向位移值最大,拉应力区域主要分布在底板中心位置以及拱脚附近,而边墙和拱顶主要承受压应力。(3)在水平地震作用下,当围岩类别由Ⅲ类到Ⅳ类再到Ⅴ类时,拱顶水平位移增长的幅度分别为162.94%和330.30%,拱顶的最大主应力分别为0.671MPa、0864MPa和1.347MPa,说明围岩地质条件在水平地震作用下对泄洪洞的位移和应力有着很大程度的影响。随着埋深的增加,隧洞水平位移和竖向位移受地震作用影响的程度在减小,而最大主应力受影响程度在增加。随着衬砌厚度的增加,水平位移、竖向位移和最大主应力在水平地震的作用下均减小,说明受地震作用的影响在逐渐减弱。拱脚处的最大主应力较大,建议采取合理的配筋率来提高隧洞的受拉能力。
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