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《浙江大学》 2004年
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水工高压隧洞性状分析

冯永冰  
【摘要】: 大规模抽水蓄能电站的建设是现代电网的必然产物,它在电力系统中起调峰填谷作用,提高电网运行的灵活性和可靠性;相应高水头大直径水工压力隧洞的建设也逐渐增多。压力隧洞传统计算方法假定围岩是不透水介质,忽略了围岩中渗流和渗透力的不利影响,从而导致设计时隧洞轴线方向上覆盖层厚度不足。因此,从渗流场和应力场耦合的角度,探求压力隧洞围岩性状,进而指导工程实践,具有重要的理论和工程意义。 本文将围岩看作连续的透水弹性介质,从压力隧洞围岩渗流场着手,分析压力隧洞围岩中水压力分布,进而研究围岩中渗流产生的应力场,结合对隧洞围岩二次应力场的分析,探讨考虑渗流场和应力场耦合作用下围岩三次应力场特性。并依据应力场的分析评述了现有压力隧洞设计准则,以期能指导压力隧洞设计。 首先,运用Harr(1962)镜像原理推求压力隧洞围岩中水压力分布;结合水压力的分析,利用Fernandez(1994)的假定推求压力隧洞围岩中渗流产生的应力场,并对不同地表条件下渗流产生的应力场进行详细分析,从中得到一些结论。 其次,对倾斜地表下隧洞开挖产生的二次应力场进行分析,分析结果反映地表倾角对围岩应力场特性的影响。在渗流场和应力场耦合的基础上对倾斜地表下压力隧洞围岩应力场特性进行分析;并对稳态渗流场下围岩应力场以及上覆层稳定性进行详细分析。分析结果反映渗流场、坡角、边界条件均对围岩应力场产生影响,并从中得到一些相关结论。 最后,根据对围岩应力场的分析,对现有确定压力隧洞最小覆盖层的经验准则进行了评价,提出一种新的确定压力隧洞位置的方法。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV672.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡云进;方镜平;黄东军;冯仕能;;压力隧洞设计与结构计算研究进展[J];水力发电;2011年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 沈威;圆形水工压力隧洞衬砌变形特性与限裂设计研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年
2 邓柏旺;地下钢筋混凝土高压岔管围岩稳定与衬砌结构分析[D];河海大学;2007年
3 刘波;水工压力隧洞衬砌配筋方法探讨[D];西安理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 傅礼兵;姚约东;;基于指数式非达西渗流模型的解析解[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 罗建新;张烈辉;赵玉龙;刘启国;;线性复合油气藏试井解释模型及典型曲线分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 杨锋;王新海;刘洪;;井钻遇溶洞油藏试井解释方法[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
6 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
7 李道伦;杨景海;查文舒;;数值试井若干关键技术研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
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10 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
8 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
9 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
10 孙克国;注浆控制岩溶隧道突水地质灾害的机理和模拟方法研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
4 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
5 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
6 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
7 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
8 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
9 宋家勇;安林煤矿炮放面矿压显现规律及顶煤冒放性预测研究[D];河南理工大学;2010年
10 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李志华;赵勇;尚世仲;;钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法的比较[J];四川建筑科学研究;2007年02期
2 张卫国,姜韡,张伟;地下工程结构计算方法概述[J];地下空间;2002年03期
3 朱维申,章光;节理岩体参数对围岩破损区影响的敏感性分析[J];地下空间;1994年01期
4 冉星彦;有关水工隧洞衬砌结构计算一些问题的探讨[J];北京水利;1999年01期
5 苏海东;盾构法隧洞的平面非线性有限元分析[J];长江科学院院报;2000年04期
6 何英杰,张述琴,吕国梁;穿黄隧道内外衬联合受力结构模型试验研究[J];长江科学院院报;2002年S1期
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8 李自强,刘建中,曹新玲,陈家庚;水压致裂法的改进与应用[J];地震;1982年04期
9 宋玉普;钢筋混凝土构件非线性有限单元法分析[J];大连工学院学报;1984年04期
10 仵彦卿;岩体裂隙系统渗流场与应力场耦合模型[J];地质灾害与环境保护;1996年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张有天;;岩体渗流与工程设计[A];岩石力学新进展[C];1989年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 包太;岩体渗流的理论模型及其渗流参数确定[D];重庆大学;2005年
2 赵文;荷载作用下高陡边坡岩体力学行为及桥基位置确定方法研究[D];西南交通大学;2005年
3 朱玉;隧道锚设计体系中的关键问题研究与实践[D];华中科技大学;2005年
4 何翔;岩体渗流—应力耦合的随机有限元方法[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2006年
5 张宜虎;岩体等效水力学参数研究[D];中国地质大学;2006年
6 赵延林;裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年
2 王美芹;深埋隧洞外水压力分析与研究[D];河海大学;2004年
3 吴顺华;水文地球化学方法确定隧洞外水压力研究[D];河海大学;2005年
4 韩前龙;大型地下钢筋混凝土岔管结构研究[D];武汉大学;2005年
5 王雁南;地下钢筋混凝土岔管的工作性态研究与参数敏感性分析[D];河海大学;2006年
6 王慰军;基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用[D];浙江大学;2006年
7 李龙;圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度计算的研究[D];大连理工大学;2006年
8 邓柏旺;地下钢筋混凝土高压岔管围岩稳定与衬砌结构分析[D];河海大学;2007年
9 赵精让;低压深埋水工隧洞衬砌结构分析[D];西安理工大学;2007年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 周理佑;;数值计算在反坡隧洞充水期空腔形成过程分析中的应用[J];黑龙江水利科技;2013年09期
2 李刚;;下穿输水隧道对北京地铁五棵松站的影响之数值分析[J];隧道建设;2013年11期
3 张继勋;任旭华;;地下钢筋混凝土岔管围岩稳定及结构数值分析[J];三峡大学学报(自然科学版);2011年05期
4 苏凯;周亚峰;程宵;;水工隧洞检修期衬砌与围岩联合承载作用机理[J];武汉大学学报(工学版);2012年03期
5 刘波;李宁;;圆形压力隧洞衬砌与围岩荷载分担比研究[J];西安理工大学学报;2012年04期
6 曲星;李宁;张志强;;围岩力学参数对水工隧洞运行期衬砌受力影响分析及工程应用[J];西安理工大学学报;2012年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 沈威;圆形水工压力隧洞衬砌变形特性与限裂设计研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 冯仕能;水电站引水隧洞衬砌形式选择准则研究[D];浙江大学;2011年
2 刘金跃;引水隧洞围岩稳定性研究[D];河北工程大学;2013年
3 邹志林;海底取水盾构隧道双层衬砌结构受力特性研究[D];中南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭东杰,王立忠,陈云敏,吴世明;倾斜地表下深埋隧道受力弹性分析[J];地下空间;1997年04期
2 朱珍德,孙钧;裂隙岩体的渗流场与损伤场耦合分析模型及其工程应用[J];长江科学院院报;1999年05期
3 段小宁,李鉴初,刘继山;应力场与渗流场相互作用下裂隙岩体水流运动的数值模拟[J];大连理工大学学报;1992年06期
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6 刘长武,褚秀生;软岩巷道全断面锚注加固的力学原理与应用[J];工程力学;2000年05期
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9 徐书平,喻国安;有限单元法在渗流分析中的运用[J];勘察科学技术;2001年06期
10 陶振宇,窦铁生;关于岩石水力模型[J];力学进展;1994年03期
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1 郑颖人;利用地应力建造预应力压力隧洞的设想[J];水力发电;1981年10期
2 张紫艳,梁俊群,蒋爱华,唐智德;飘杆钢架法在隧洞穿越塌方段中的应用[J];广西水利水电;2004年03期
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10 王立忠,冯永冰;倾斜坡体中水工高压隧洞围岩应力场特性分析[J];岩石力学与工程学报;2004年23期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 苟富民;;压力隧洞不衬砌法的应用[A];西北五省(区)水电学会联系网第20次会议论文集[C];2005年
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1 廖理扬 佘奕卫 沈利;担纲少帅不畏难[N];中国水利报;2001年
2 实习记者 张云海;玉河二级水电站10月开建[N];和田日报(汉);2010年
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1 刘晓晖;水力劈裂作用对压力隧洞洞壁裂缝稳定性的影响研究[D];西北农林科技大学;2010年
2 符立;小浪底排沙洞预应力混凝土衬砌运行状况研究[D];天津大学;2007年
3 冯永冰;水工高压隧洞性状分析[D];浙江大学;2004年
4 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年
5 王小军;高水头引水隧洞衬砌结构非线性有限元分析[D];西安理工大学;2010年
6 张新海;基于粘结裂缝模型的混凝土衬砌压力隧洞水力劈裂分析[D];浙江大学;2013年
7 张博;环锚无粘结预应力混凝土衬砌结构优化[D];天津大学;2012年
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