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Application of the strength reduction FEM to diversion tunnel plug stability: 2010年; Firstly,the common design principles for diversion tunnel plug are generalized,and two kinds of numerical analysis methods are discussed.Then the strength reduction FEM is introduced in numerical model analysis and the design steps of the plug's length are illustrated.During the progress to determine the plug's length,the equivalent plastic strain on the potential slip surface is assumed as the flag to tell the failure against sliding,and the plug stability is overall estimated from the plastic zone range and connectivity.; Su Kai Wu Hegao; 关键词：PLUG STABILITY

基于SRFEM的堵头最大长度设计方法研究与结构受力分析: 采用强度折减有限单元法（SRFEM）,以衬砌与堵头体混凝土结合面上塑性区面积变化特征为依据,提出了基于数值计算成果的堵头最大长度的设计方法,并对堵头体混凝土进行了受力分析。计算结果表明,与堵头刚体受力特征相比,堵头混凝土...; 苏凯罗丹伍鹤皋; 关键词：水工隧洞导流隧洞强度折减有限元法; 文献传递

小范围区域内初始地应力场的多元线性回归被引量：3: 2010年; 针对采用多元线性回归法分析初始地应力场进行工况组合时仅有选取足够大的计算范围方能避免计算与实测的结果偏差过大,利用多元线性回归拟合精度高的优点,在较小区域范围内通过合成初始应力场并施加使模型内部应力保持平衡的边界条件,采用ABAQUS软件进行地应力平衡分析计算。结果表明,该方法基本消除了边界条件对应力场的影响,可获得拟合精度高、直接应用于工程分析的初始应力场,可供借鉴。; 熊平华苏凯钱军伍鹤皋; 关键词：初始地应力场 ABAQUS

导流底孔结构受力分析与坝上游面拉应力控制措施被引量：1: 2011年; 结合某导流底孔工程,针对封堵期结构的受力特征,采用三维有限单元法对导流底孔坝段结构和坝上游面的应力分布情况进行计算分析。结果表明:导流底孔进水口段和坝内孔身段的分缝布置于坝面上游时,坝上游面将出现较大范围的横河向拉应力,当考虑大坝两侧分缝内填充材料作用或将导流底孔进水口段与坝内孔身段的分缝位置下移至与大坝上游面平齐时,能够有效地减小坝上游面拉应力的数值与范围,降低坝上游面混凝土受拉开裂的可能性。; 程宵苏凯伍鹤皋; 关键词：水工结构导流底孔应力分布有限单元法

官地水电站右岸施工导流洞进口塌方段衬砌结构安全被引量：3: 2012年; 塌方是水工隧洞施工过程较为常见的工程事故之一,而顶拱塌方是塌方事故中较难处理的一种.根据官地水电站右岸导流洞进口塌方段回填处理措施,建立最大塌方段的断面计算模型,仿真分析了施工开挖、顶拱塌方段回填和下闸封堵等过程,针对回填混凝土与围岩间的接合状态、衬砌混凝土的抗剪断参数等展开了衬砌结构的安全复核.计算结果表明:回填混凝土与围岩间的粘结强度对衬砌结构受力有重要影响,在顶部回填混凝土与外水压力的共同作用下,衬砌混凝土左右两侧拱座位置是潜在破坏区域,应防止其发生剪断破坏.; 苏凯向前李万军; 关键词：水工结构官地水电站导流洞安全复核

水工隧洞检修期衬砌与围岩联合承载作用机理被引量：7: 2012年; 衬砌与围岩是水工隧洞的主要组成部分,外水压力是其承担的主要荷载之一.结合某水电站工程实例,建立其发电引水隧洞的有限元数值分析模型,针对衬砌与围岩有条件联合承载作用特征,对衬砌外围岩变形模量进行折减以反映围岩的作用,并引入具有一定抗拉强度的薄层单元量化反映衬砌与围岩有条件联合承载能力.结果表明:与衬砌完全单独承载外水压力计算结果相比,围岩在承担外水压力中的作用不容忽视,且随着外围岩体变形模量的增加,其所分担的外水压力越大;采用薄层单元量化后,衬砌与围岩的联合承载机理更为明确,薄层单元开裂前,围岩承担外水压力较多,薄层单元开裂后,衬砌承担外水压力较多,因而要确保回填灌浆和固结灌浆质量,以提高衬砌与围岩联合承载能力.; 苏凯周亚峰程宵; 关键词：水工隧洞有限元衬砌

导流隧洞钢拱架与喷锚支护体系有限元分析被引量：15: 2009年; 钢拱架支撑是地下洞室开挖中的重要支护型式之一,与喷锚支护措施相结合能够有效地控制围岩变形和减小围岩失稳机率.结合某水电站工程实际,针对不支护、喷锚支护、钢拱架与喷锚联合支护等不同情况,采用三维有限元法对导流洞开挖过程中围岩的位移、塑性区,喷层、锚杆及钢拱架的应力分布情况进行了计算分析.结果表明:与普通的喷锚支护相比,采用钢拱架与喷层、锚杆组成联合支护体系能够对围岩变形提供直接抗力,围岩位移和塑性区范围大大减小,各支护材料的应力也有较大程度的降低,为导流洞围岩破碎洞段施工期的稳定提供了有力的保证.; 刘波伍鹤皋苏凯唐朝阳李万军; 关键词：导流隧洞开挖支护围岩稳定钢拱架有限元

水工隧洞内水外渗耦合分析被引量：12: 2009年; 在水荷载体力理论的基础上,引入钢筋应变不均匀系数和混凝土应变不均匀系数。计算衬砌渗透系数,引入反映钢筋混凝土衬砌与围岩有条件联合承载特性的充水夹层单元模型,采用等效耦合分析方法,对水工隧洞内水外渗条件下的衬砌钢筋应力和围岩应力状态进行了计算分析。计算结果表明,与考虑衬砌与围岩完全联合承载的耦合分析方法相比,钢筋应力有了较大幅度的降低,在一定程度上反映了钢筋混凝土衬砌高压隧洞运行过程中钢筋应力水平普遍较低的这一工程特性。; 苏凯伍鹤皋; 关键词：水工隧洞内水外渗

导流隧洞外水压力与施工冷缝的影响分析被引量：2: 2009年; 采用有限单元法代替传统的综合折减系数法，对某导流隧洞的渗透水压力进行了计算分析．计算表明对于完整衬砌结构，当围岩渗透系数远大于衬砌渗透系数时（1000倍以上），隧洞对山体地下水位的影响甚小，外水压力折减系数可以达到0．87以上，当围岩渗透系数与衬砌渗透系数相当时（1～10倍），隧洞对山体地下水位有较大扰动，外水压力折减系数在0．3以下．同时计算表明衬砌施工冷缝张开时排水效果显著，能显著降低隧洞周边的渗透水压力，但造成局部渗透水压力梯度明显增大．; 苏凯伍鹤皋; 关键词：水工隧洞导流隧洞外水压力折减系数冷缝

高压隧洞透水衬砌结构研究被引量：9: 2011年; 基于水荷载的面力和体力作用理论,建立轴对称计算模型,推导了考虑混凝土开裂特征与围岩开挖松动圈影响的相关计算公式,并编制了对应的计算程序,在此基础上实现了基于通用有限元计算平台的透水衬砌计算仿真分析.计算结果表明:采用体力理论时,钢筋应力和裂缝宽度均明显小于面力理论,围岩承担了绝大部分的水压力,充分体现了围岩是隧洞内水压力承载主体的设计理念,对于隧洞局部围岩条件较差区域仅通过增大钢筋用量不能有效控制隧洞的渗透流量,建议对衬砌外围软弱岩体进行局部置换.; 伍鹤皋尚斌苏凯; 关键词：高压隧洞透水衬砌渗流量

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国家自然科学基金(50809051)

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