預(yù)應(yīng)力壓力隧洞安全分析與在線監(jiān)測溫度應(yīng)力解析

我國有數(shù)個已建在建大型水電工程采用了環(huán)錨預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌技術(shù)，均埋設(shè)了大量觀測儀器。但安全評價分析和在線監(jiān)測預(yù)警預(yù)報方面的研究嚴(yán)重滯后于工程建設(shè)。一是這種新型多介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的開裂計算涉及裂尖奇異問題，一般數(shù)值分析方法都難以模擬；二是觀測數(shù)據(jù)影響因素解析困難，尤其是溫度變化與處于不同約束/應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變計讀數(shù)和混凝土應(yīng)力之間的關(guān)系尚不明確。本研究主要解決兩個科學(xué)問題：（1）把能解決裂尖奇異問題的有限元線法FEMOL引入安全評價結(jié)構(gòu)計算分析，建立基于FEMOL考慮復(fù)合結(jié)構(gòu)材料層間關(guān)系的非線性模型，分析襯砌結(jié)構(gòu)在不同荷載組合下（包括錨索斷絲和斷裂）的應(yīng)力狀態(tài)、裂縫擴(kuò)展、破壞模式和破壞過程，提出安全評價方法；（2）通過試驗研究，探討溫度變化與處于不同約束/應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變計讀數(shù)和混凝土應(yīng)力之間的關(guān)系，建立基于觀測數(shù)據(jù)的混凝土實際應(yīng)力數(shù)學(xué)解析式，為在線監(jiān)測預(yù)警預(yù)報提供理論依據(jù)。 2100433B

我國有數(shù)個已建在建大型水電工程采用了環(huán)錨預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌技術(shù)，均埋設(shè)了大量觀測儀器。但安全評價分析和在線監(jiān)測預(yù)警預(yù)報方面的研究嚴(yán)重滯后于工程建設(shè)。一是這種新型多介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的開裂計算涉及裂尖奇異問題，一般數(shù)值分析方法都難以模擬；二是觀測數(shù)據(jù)影響因素解析困難，尤其是溫度變化與處于不同約束/應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變計讀數(shù)和混凝土應(yīng)力之間的關(guān)系尚不明確。.本研究主要解決兩個科學(xué)問題：（1）把能解決裂尖奇異問題的有限元線法FEMOL引入安全評價結(jié)構(gòu)計算分析，建立基于FEMOL考慮復(fù)合結(jié)構(gòu)材料層間關(guān)系的非線性模型，分析襯砌結(jié)構(gòu)在不同荷載組合下（包括錨索斷絲和斷裂）的應(yīng)力狀態(tài)、裂縫擴(kuò)展、破壞模式和破壞過程，提出安全評價方法；（2）通過試驗研究，探討溫度變化與處于不同約束/應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變計讀數(shù)和混凝土應(yīng)力之間的關(guān)系，建立基于觀測數(shù)據(jù)的混凝土實際應(yīng)力數(shù)學(xué)解析式，為在線監(jiān)測預(yù)警預(yù)報提供理論依據(jù)。

本書以水工壓力隧洞襯砌與圍巖聯(lián)合承載的設(shè)計思想為主線，在全面闡述水工壓力隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，分別介紹了不襯砌水工壓力隧洞圍巖應(yīng)力計算、襯砌水工壓力隧洞結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算、壓力隧洞圍巖抗力系數(shù)計算、含水圍巖襯砌應(yīng)力計算、壓力隧洞溫度應(yīng)力計算、灌漿式預(yù)應(yīng)力襯砌計算、壓力隧洞混凝土襯砌限裂設(shè)計的有限環(huán)變位協(xié)調(diào)解析方法，并推導(dǎo)出了相應(yīng)的解析計算公式。本書給出了水工壓力隧洞圍巖抗力系數(shù)的普遍計算式，依據(jù)所建立的水工壓力隧洞在溫度荷載和均勻內(nèi)水壓力聯(lián)合作用下的計算模型，給出了襯砌伸縮縫間距設(shè)計與裂縫開展寬度的計算方法和解析計算式。本書還采用斷裂力學(xué)理論，推導(dǎo)出了隧洞鋼筋混凝土襯砌限裂設(shè)計公式。為便于讀者加深對各章內(nèi)容的理解，書中每章均列舉了算例。 2100433B

本書為無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌技術(shù)的*成果。本書共有11章，內(nèi)容主要包括：概述，水工隧洞環(huán)錨襯砌技術(shù)發(fā)展與工程應(yīng)用，無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌結(jié)構(gòu)特點與工程設(shè)計，吉林引松工程引水隧洞預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌設(shè)計方案，環(huán)錨襯砌預(yù)應(yīng)力損失與確定方法，基于無內(nèi)水壓原位試驗的預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌和圍巖受力變形特征，基于有內(nèi)水壓原位試驗的預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌和圍巖受力變形特征，無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌數(shù)值建模方法與試驗驗證，不同結(jié)構(gòu)形式環(huán)錨襯砌數(shù)值模擬及預(yù)應(yīng)力效果，環(huán)錨襯砌錨具槽微膨脹混凝土回填試驗研究，以及無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌施工技術(shù)和施工工藝。

本書可供從事水利水電工程技術(shù)的科研、設(shè)計、施工人員及相關(guān)大專院校師生參考使用。

前言

第1章 概述

1．1 引言

1．2 引松工程總體情況及面臨的挑戰(zhàn)

1．3 本書主要內(nèi)容

第2章 水工隧洞環(huán)錨襯砌技術(shù)發(fā)展與工程應(yīng)用

2．1 引言

2．2 預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌技術(shù)的發(fā)展歷程

2．3 已建工程應(yīng)用實例

2．4 預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌力學(xué)特性研究方法

第3章 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌結(jié)構(gòu)特點與工程設(shè)計

3．1 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌力學(xué)特性

3．2 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌結(jié)構(gòu)體系

3．3 環(huán)錨襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計

第4章 引松工程引水隧洞預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌設(shè)計方案

4．1 隧洞概況

4．2 預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌段設(shè)計方案

4．3 預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌試驗段設(shè)計方案

第5章 環(huán)錨襯砌預(yù)應(yīng)力損失與確定方法

5．1 引言

5．2 環(huán)錨襯砌預(yù)應(yīng)力損失表征與確定方法

5．3 基于環(huán)錨模型結(jié)構(gòu)試驗的預(yù)應(yīng)力損失參數(shù)測試

5．4 基于現(xiàn)場原位試驗的預(yù)應(yīng)力損失參數(shù)測定

第6章 基于無內(nèi)水壓原位試驗的預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌和圍巖受力變形特征

6．1 引言

6．2 現(xiàn)場試驗地點選取原則

6．3 現(xiàn)場監(jiān)測布置方案

6．4 現(xiàn)場試驗張拉方案

6．5 混凝土襯砌預(yù)應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律

6．6 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨的力學(xué)特性變化規(guī)律

6．7 襯砌與圍巖相互作用特點

第7章 基于有內(nèi)水壓原位試驗的預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌和圍巖受力變形特征

7．1 引言

7．2 用于引松工程的模擬內(nèi)水壓的原位加載試驗系統(tǒng)

7．3 混凝土襯砌應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律

7．4 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨的力學(xué)特性變化規(guī)律

7．5 加載條件下環(huán)錨襯砌-圍巖聯(lián)合承載作用分析

第8章 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌數(shù)值建模方法與試驗驗證

8．1 引言

8．2 數(shù)值建模難點

8．3 預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌數(shù)值模擬方法

8．4 預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌力學(xué)特性

8．5 數(shù)值模型方法驗證

第9章 不同結(jié)構(gòu)形式環(huán)錨襯砌數(shù)值模擬及預(yù)應(yīng)力效果

9．1 引言

9．2 錨具槽位置對環(huán)錨襯砌力學(xué)特性影響

9．3 環(huán)錨纏繞方法對環(huán)錨襯砌力學(xué)特性影響

9．4 襯砌厚度對環(huán)錨襯砌力學(xué)特性影響

9．5 環(huán)錨間距對環(huán)錨襯砌力學(xué)特性影響

9．6 隧洞洞型對環(huán)錨襯砌力學(xué)特性影響

第10章 環(huán)錨襯砌錨具槽微膨脹混凝土回填試驗研究

10．1 引言

10．2 微膨脹自密實混凝土室內(nèi)配合比試驗

10．3 微膨脹混凝土回填現(xiàn)場試驗

10．4 微膨脹自密實混凝土配制及澆筑技術(shù)要求

第11章 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力環(huán)錨襯砌施工技術(shù)和施工工藝

11．1 引言

11．2 施工工藝

11．3 施工技術(shù)要求

11．4 環(huán)錨張拉控制標(biāo)準(zhǔn)

11．5 施工安全要求

11．6 引松工程現(xiàn)場施工效果分析

參考文獻(xiàn) 2100433B