月牙肋钢岔管结构优化及联合承载机理研究

运用ANSYS软件的APDL语言,提出埋藏式对称Y形月牙肋钢岔管的参数化有限元分析方法。该方法集岔管建模、网格自动划分和加载求解为一体,不仅可对钢岔管进行体形设计与优化,而且方便对影响钢岔管与围岩联合承载比例的各因素进行敏感性分析。以某抽水蓄能电站岔管为例对方法进行了验证,结果表明该方法能节省大量工作、提高工作效率,具有较大的实用价值。     

卡隆卡水电站钢岔管结构优化与设

根据卡隆卡水电站的工程规模和特点，选用内加强月牙肋钢岔管，利用自行编制的计算机辅助设计程序进行岔管体形的优化设计，并采用三维有限元法对所设计的岔管进行计算分析。计算结果表明，经过优化设计的钢岔管结构安全、合理，不仅可以满足运行要求，而且使最大管壁厚度减小为32mm,与直径的比值为2.3%，分别小于规范规定的36mm和t/d值为2.5%（Q390钢），可以满足钢材冷加工的要求，解决了高水头、小直径钢岔管加工工艺上的困难。     

基于CATIA的平底三梁钢岔管辅助设计系统开发与应用

平底三梁钢岔管结合了月牙肋和三梁岔管的特点,整个钢岔管底部平齐,有利于解决管道系统检修排水难题;但其结构复杂,无可靠的结构力学计算方法。在进行岔管设计优化或者设计变更时,需采用有限元软件反复建模计算,流程繁琐,工作量大。通过CATIA软件二次开发计算机辅助设计系统进行平底三梁钢岔管体型设计和有限元分析,可有效提高设计效率和精度。程序系统按岔管布置形式开发的对称和卜形两个模块,均包括体型设计、三维建模、网格划分、数据转换等功能。采用程序系统进行埋藏式平底三梁钢岔管与围岩联合承载设计,可使计算结果更加合理,管壳和加强梁尺寸得到进一步优化,应用前景非常广阔。     

卡隆卡水电站钢岔管结构优化与设计

根据卡隆卡水电站的工程规模和特点,选用内加强月牙肋钢岔管,利用自行编制的计算机辅助设计程序进行岔管体彤的优化设计,并采用三维有限元法对所设计的岔管进行计算分析.计算结果表明,经过优化设计的钢岔管结构安全、合理,不仅可以满足运行要求,而且使最大管壁厚度减小为32 mm,与直径的比值为2.3%,分别小于规范规定的36 mm和t/d值为2.5%(Q390钢).可以满足钢材冷加工的要求,解决了高水头、小直径钢岔管加工工艺上的困难.     

华光潭一级水电站混凝土岔管优化设计

华光潭一级水电站混凝土岔管PD值为1305m2。通过对华光潭水电站的地质地形和受力条件进行分析，对岔管的位置、体型、衬砌和应力进行了优化设计。通过比较，最终方案确定岔管布置在Ⅰ、Ⅱ类围岩中，体型采用相对简单的“Y”型对称结构，洞室采用双层钢筋混凝土衬砌，通过局部修圆和加强配筋对应力集中部位进行了优化，并对围岩进行了锚固和高压灌浆处理。     

姚家平水利枢纽工程钢岔管结构型式选择与CFD研究

结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明：对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面A点附近出现较大的应力集中现象,因此对称岔管满足强度所需的管壁厚度大于非对称岔管。在水力学方面,非对称岔管两支管的水头损失不相等,其中与主管同轴线的直支管水头损失最小,斜支管水头损失最大,但没超过对称岔管的0.358 m,说明从岔管部位水头损失和水流流态上看,非对称岔管也稍优于对称Y形岔管。综合考虑岔管结构和水力学特性以及工程地形等因素,建议姚家平水利枢纽工程中主电站引水发电系统选择非对称Y形岔管布置方案。     

月牙肋岔管设计浅析

月牙肋岔管是由三梁式岔管发展起来的一种新型岔管,其结构特点是用一个完全嵌入管体的月牙形肋板代替三梁岔管的U型梁,让管壁所受到的水压力作用在月牙板的形心上,按轴心受拉构件确定月牙板的轮廓尺寸,这样可以充分利用钢材的抗拉强度.浙江省湖南镇水电站3号岔管原设计为三梁式岔管,梁的计算应力为294 MPa.需要钢材30 t,后改为月牙肋岔管,肋板计算应力82 MPa,需要钢材4 t,其节约潜力之大是惊人的.近年来,在巴东小溪河电站压力管道岔管和鹤峰芭蕉河电站压力管道岔管的设计中,我们大胆采用了月牙肋岔管.小溪河电站岔管主支直径1.5 m,设计水头212 m,肋板采用宽320 mm,厚24 mm的16Mn钢,计算应力160 MPa＜[δ],岔管重4.2 t,芭蕉河二级电站岔管,主管直径为3.2 m,设计水头88 m,肋板采用16Mn钢,宽780 mm,厚30 mm,最大应力158 MPa＜[σ],岔管重13 t.这2个电站已正常运行数年.     

三梁卜型岔管的几何计算及展开图绘制

针对各种三梁卜型岔管的体型特点，提出了其相交的几何计算方法和展开计算方法，利用计算机实现了几何计算与开放样图的绘制。该方法对其他种类如月牙肋、无梁类岔管的计算均有借鉴作用。     

小水电站使用球形岔管的实例

球形岔管是水电站压力管路中一种较新形式的岔管，其制造工艺较为复杂。文章介绍了广东省水利电力学校江湾实习水电站设计期间，从工程总体布置、水力计算、经济分析等方面对采用球形合管进行论证的情况，以及设计和制造的过程。对这种形式岔管的推广、应用，有参考借鉴价值。     

引水岔管水力特性三维数值计算

利用 - 紊流数学模型，对某抽水蓄能电站75º非对称引水岔管水力特性进行了三维数值计算，分析了不同工况下该体型岔管的压强分布﹑流速分布﹑压强与流速沿轴线变化、以及水头损失，其中水头损失计算值与试验值进行了比较。最后，对岔管体型和运行方式提出了建议。     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解。以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响。算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著。隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值。对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定。对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小。     

金安桥水电站初次蓄水对导流洞稳定性影响的计算分析

金安桥水电站下闸蓄水后，陡升的库水位将对导流洞结构稳定造成不利影响。为保障堵头封堵前的导流洞结构稳定性，运用三维弹塑性损伤有限元，在模拟进水口边坡及导流洞开挖支护的基础上，计算汛前下闸水位时的岩体渗流场，对导流洞围岩和衬砌在岩体渗流作用下的结构稳定性进行复核分析。分析结果表明，导流洞的围岩稳定性在蓄水后仍有保障，衬砌结构受力较小，现有环向配筋满足结构内力要求，但在进水口变截面和导流洞变截面部位沿水流方向的拉应力较大，使得衬砌出现开裂。进一步分析表明，上述区域的开裂范围有限，对整体衬砌结构影响较小。     

超前小导管技术在黄沙坑水库隧洞工程的应用

超前小导管技术能够改善围岩现有的物理性能,将隧洞内的软弱围岩和小导管注入的水泥浆液进行胶合,形成一个整体。在开挖过程中,形成一个以小导管为构架的承载拱,防止隧洞软弱围岩在开挖过程产生坍塌事故。从超前小导管的制作、布设和注浆等方面介绍了超前小导管技术在黄沙坑水库隧洞工程软弱围岩中的应用情况。      

深埋TBM输水隧洞结构数值模拟

在考虑岩石材料弹塑性的基础上,采用ANSYS建立了模拟深埋TBM隧洞结构的三维有限元模型,采用程序的单元生死功能模拟了TBM施工的开挖过程;分析求得了深埋隧洞围岩变形的分布模式,并且进行了开挖后围岩的应力分析和管片衬砌的实际受力数值模拟,分析说明了开挖后围岩的稳定性和衬砌结构的安全性;数值计算得出的一些有意义结论,对深埋隧洞工程的安全设计和施工、运行具有指导意义。     

盘道岭隧洞围岩变形观测与回归分析

隧洞工程支护系统信息化设计的一个重要手段对围为形进行监测、分析，从而为设计、施工决策提供依据，实现监则信息对设计和施工的反馈。通过介绍盘道岭隧洞的围岩变形回归分析，阐述了回归分析的设计、应用方法。     

地下洞室动力计算模型合理截取范围研究

利用FLAC3D软件对地下洞室动力计算模型截取范围进行研究。选取四类常见岩体,每类岩体分别横向截取1.5倍~5倍洞径围岩生成六种模型,在FLAC3D中,对各类岩体各模型加载地震波,通过比较相同岩类不同模型监测点变形情况,得出地震计算中模型合理截取范围。研究结果表明,当模型横向围岩截取范围超过2倍洞径时,计算结果随模型截取范围变化不大,综合计算结果精确性及计算效率两个方面因素,可认为地下洞室动力计算模型横向合理截取范围为2.5~4倍洞径,并且当围岩岩性条件较差时可适当选取较大的模型截取范围。     

隘口水库沥青混凝土心墙堆石坝的

采用弹塑性有限元法对存在高岩溶率和大尺度岩溶的隘口水库沥青砼心墙堆石坝基础的应力状态和安全状态进行了计算分析，研究了岩溶地基的处理方案，论证了处理方案的可靠性,为该工程基础处理设计提供了依据，同时也为以后类似的工程问题提供了借鉴。     

江坪河放空洞有压洞口段衬砌混凝土冬季温控方案分析

冬季衬砌混凝土施工面临的寒潮等问题,容易导致混凝土产生裂缝.基于有限元分析软件ANSYS,对江坪河放空洞有压段洞口段衬砌厚度为1.0 m的混凝土的拆模时间、围岩特性以及在遭遇寒潮时保温与否等6种不同的方案的进行了分析,并提出相应的温控方案和温控标准供设计与施工参考.     

基于DOM及LiDAR的多尺度分割与面向对象林隙分类

为研究分割尺度对航空正射影像(DOM)与LiDAR数据协同面向对象林隙分割与分类的影响,以东北典型的天然次生林帽儿山实验林场东林施业区为试验区,对DOM与LiDAR数据进行多尺度分割与面向对象林隙分类。分割过程中,采用基于DOM分割、基于LiDAR数据分割、DOMLiDAR协同分割3种分割方案。每种分割方案采用10种尺度。在每种尺度应用两种数据提取的光谱和高度两种特征,采用支持向量机分类器(SVM)进行林隙分类。研究结果表明:3种分割与分类方案分类精度随尺度的增大整体呈现下降的趋势,与ED3(Modified)趋势相反。基于LiDAR数据在尺度参数10获得了最优分割结果。在所有尺度上(10~100),基于LiDAR数据分割与分类精度高于其他两种数据源的分类精度,相比单独使用DOM优势更加明显。基于LiDAR数据分割与分类方案在尺度参数10时获得了最高分类精度(Kappa系数为80%)。3种分割与分类方案最优尺度的分类精度显著高于其他尺度分类精度。分割尺度对面向对象林隙分类结果有重要影响。