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新疆某泄洪洞围岩及衬砌有限元分析

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任婧婧ꎬ周桂杰ꎬ姜可军ꎬ任博

１.黄河交通学院ꎬ河南焦作４５４９５０ꎻ

２.中国建筑第七工程局ꎬ河南郑州４５００００ꎻ

３.河南工业大学ꎬ河南郑州４５００００

摘要:以某泄洪洞为工程背景ꎬ以有限元分析软件ＡＮＳＹＳ作３３５００ｍ):隧洞进口底板高程１８４６５ｍꎬ出口底板

为工具来建立有限元模型ꎬ对泄洪洞Ⅲ类、Ⅳ类围岩分别在高程１８４３０７１ｍꎬ纵坡为１/１０１１９２ꎬ全长３３５０ｍꎬ

施工期、运行期不同工况下的围岩稳定性进行分析ꎬ在进行其中连接闸经和洞身的过渡段长度１５０ｍꎬ洞身断面

有限元分析的过程中ꎬ通过建立数值模型ꎬ结合实际工况ꎬ能为城门洞形ꎬ衬砌之后洞径为６５ｍꎬ其中直墙高５５

够全面评估泄洪洞在不同工况下的受力情况和变形特征ꎮ

ｍꎬ拱高１８ｍꎬ拱顶中心角为１１５９１９°ꎬ为无压洞ꎮ

这一过程的结果将为工程设计提供重要参考ꎬ确保水利枢纽

泄洪冲沙洞开挖后分两次支护ꎬ一次支护采用

的设计按照最优标准实施ꎬ实现预期的功能ꎮ

关键词:泄洪洞ꎻ有限元分析ꎻ围岩稳定挂网喷锚和钢拱架支护(采用Ｉ１８工字钢)ꎬ锚杆长

×

中图分类号:ＴＶ６５１３文献标志码:Ｂ３ｍꎬ间、排距均为１５ｍꎻ挂Φ８＠２００ｍｍ２００ｍｍ

－－－的钢筋网ꎬ喷射Ｃ２５混凝土２０ｃｍꎮ二次支护采用

文章编号:１６７２４０１１(２０２５)０２００９４０３

－钢筋混凝土衬砌ꎬ由于洞内水流流速较大ꎬ洞身底

ＤＯＩ:１０３９６９/ｊｉｓｓｎ１６７２４０１１２０２５０２０２６

板及边墙采用Ｃ５０抗冲耐磨混凝土ꎬ顶拱采用Ｃ３０

０引言

混凝土衬砌ꎬ洞身段底板面层采用新型抗磨蚀材

泄洪洞作为水利枢纽中至关重要的组成部分ꎬ＋~＋

料ꎮ桩号００１５００ｍ０３１５００ｍ段衬砌厚度

其设计和运行的安全性直接关系到工程的整体运为０８ｍꎬ洞身围岩采用固结灌浆和顶部回填灌浆

[１]

行效果ꎮ泄洪洞的主要功能是在极端天气或洪加固处理ꎬ顶拱设有间、排距３ｍ的水孔ꎬ以减小外

水期间疏导多余的水流ꎬ以防止水库溢洪和下游土水压力ꎬ固结灌浆孔间、排距３ｍꎬ深入岩石４５ｍꎮ

地的淹没ꎬ因此ꎬ其结构设计必须具备足够的强度

[２]２模型建立

和刚度ꎬ以承受巨大水流的冲击和长期的水压ꎮ

在这一背景下ꎬ有限元分析技术的应用显得尤为重＋

以泄洪洞洞身段００１５００断面为研究对象ꎬ围

要ꎮＡＮＳＹＳ还能够支持对水工隧洞结构本身的有岩类别主要以Ⅳ类为主ꎬ根据圣