高压水工隧洞透水衬砌渗流-应力-损伤耦合分析方法研究

• 作者: 伍鹤皋 周亚峰 周利 文喜雨 苏凯
• 来源期刊: 水利学报
• 学科: 工学
• 关键词: 透水衬砌 损伤开裂 耦合 钢筋应力 有条件联合承载
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 页码范围: 313-322
• 页数: 10页
• 分类号: TU457
• 字数: 6977字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20170732

摘要

在高压隧洞发电运行过程中,衬砌钢筋应力普遍小于设计预期,并未达到既安全又经济的效果.本文基于混凝土塑性损伤模型与透水衬砌理论,提出了透水衬砌渗流-应力-损伤耦合算法.基于大型通用有限元软件平台ABAQUS进行二次开发,通过Fortran语言调用实用程序GETVRM获取材料损伤,并利用子程序USDFLD实现了材料渗透系数随损伤的动态更新,完成了隧洞初次充水加压工况中衬砌损伤开裂的耦合分析过程,研究了衬砌损伤开裂、渗透孔压以及钢筋应力的演化特征,并探讨了衬砌与围岩有条件联合承载特性对耦合结果的影响.可以发现:计算所得的衬砌损伤开裂特征与衬砌压水试验结果吻合,完全联合承载与有条件联合承载两种情况下,衬砌钢筋应力表现出明显的差异,说明衬砌设计中未考虑衬砌与围岩相互脱离,即有条件联合承载,是隧洞发电运行时衬砌钢筋应力普遍小于设计预期的原因.本文提出的耦合算法所得到的结果与工程普遍规律相符,具有一定推广性,可以为衬砌设计问题提供一定参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	伍鹤皋	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	190	1310	17.0	25.0
2	周利	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	18	60	5.0	7.0
3	苏凯	武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室	72	534	13.0	20.0
4	周亚峰		3	7	1.0	2.0
5	文喜雨		1	6	1.0	1.0