地震作用下大型多岔调压井衬砌结构数值分析

›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (S1): 21-25.

地震作用下大型多岔调压井衬砌结构数值分析

叶超，肖明，杨亚玲

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072

收稿日期:2008-08-25 出版日期:2008-11-11 发布日期:2016-04-15
作者简介:叶超，男，1982年生，博士研究生，主要从事岩石地下工程及数值分析方面的研究工作
基金资助:
国家自然科学基金重大研究计划资助项目（No. 90715042）；湖北省环境岩土工程重点实验室开放课题基金资助项目（No. T110304）

Numerical analysis of large multifork surge-shaft lining structure under seismic action

YE Chao, XIAO Ming, YANG Ya-ling

State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2008-08-25 Online:2008-11-11 Published:2016-04-15

摘要/Abstract

摘要： 针对地震作用下的深埋多岔圆形调压井，采用三维非线性有限元对其洞室开挖及衬砌结构受力特性进行了计算分析。引入岩石弹塑性损伤本构关系模拟地下调压井洞室的开挖效应；基于模拟结构支护的隐式锚杆、锚索单元，提出了复杂体型的调压井洞室开挖支护及衬砌开裂的计算方法；采用波动场拟静法对地震波作用下混凝土衬砌结构受力、变形特性进行了计算，给出了衬砌开裂的裂缝宽度和结构配筋的计算公式。通过小湾水电站调压井的工程实例计算，分析了空间多岔调压井衬砌结构在地震作用下的变形、开裂特性和应力分布规律，验证了模型的合理性与计算方法的可行性，为强震地区大型复杂调压井结构设计施工和安全校核提供了新思路和参考依据。

关键词: 调压井, 混凝土衬砌, 有限元法, 地震作用, 数值分析

Abstract: The seismic mechanical behavior of lining structure of deep-embedded cylindrical surge-shaft with multifork tunnel is analyzed by using 3D nonlinear FEM. Combined with the elastoplastic constitutive relations of rock mass, the implicit bolt element and anchorage cable element, a calculation method of excavations, supports and lining cracks of complex surge-shaft structure is presented. The stress and distortion characteristics of lining under seismic wave is calculated by using wave field pseudo-static method, also the calculation formula for the lining crack width and structural reinforcement is provided. By an actual engineering computation, the distortion characteristics and stress distribution rules of the dimensional multifork surge-shaft lining structure under seismic action are revealed, which verifies the rationality and feasibility of this method; and that provides a new idea and reference for the complex surge-shaft design and construction in meizoseismal area.

Key words: surge shaft, concrete lining, finite element method, seismic action, numerical analysis

中图分类号:

TV554

叶超，肖明，杨亚玲. 地震作用下大型多岔调压井衬砌结构数值分析[J]. , 2008, 29(S1): 21-25.

YE Chao, XIAO Ming, YANG Ya-ling. Numerical analysis of large multifork surge-shaft lining structure under seismic action[J]. , 2008, 29(S1): 21-25.

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