水工隧洞的案例
水工隧洞不同工況爆破開(kāi)挖對(duì)臨近隧洞動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
水工隧洞在掘進(jìn)開(kāi)挖的過(guò)程中，一般利用光面爆破技術(shù)，這種技術(shù)可以保證水工隧洞的爆破開(kāi)挖輪廓被得到有效的控制，并降低爆破振動(dòng)對(duì)鄰近水工隧洞圍巖和襯砌的影響。 模型釆用cm-g-us單位制，整體模型的尺寸為42.2ⅹ6ⅹ20.5m，拱頂與上邊界相距5m，拱底與下邊界相距5m，新建水工隧洞與左邊界相距5m，完工水工隧洞與右邊界也相距5m，水工隧洞寬為8m，高為9.9m，襯徹厚度為0.3m，新建水工隧洞與平行完工水工隧洞間距為15.9m，新建隧洞現(xiàn)已掘進(jìn)進(jìn)尺1m，炮孔深度為1.5m。整體模型如圖所示。
爆破開(kāi)挖屬于瞬態(tài)分析過(guò)程，該過(guò)程存在較大的分線性，爆破過(guò)程中存在大變形，大位移，材料變形也會(huì)發(fā)生塑性變形甚至破壞，因此材料也屬于非線性，因此爆破屬于非線性動(dòng)力學(xué)。當(dāng)今商業(yè)軟件對(duì)于爆破分析較多的主要有LS-DYNA，autodyn，abaqus以及fluent等軟件，LS-DYNA軟件在開(kāi)發(fā)初期主要用于非線性結(jié)構(gòu)碰撞，爆破沖擊等動(dòng)力響應(yīng)分析，是北約組織武器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析工具，如今該軟件已廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工企業(yè)和民用企業(yè)，民用企業(yè)主要用于隧道開(kāi)挖爆破，聚能爆破等的研究。LS-DYNA主要一款求解器，早期與ansys合作并入ansys的顯示動(dòng)力學(xué)分析模塊，如今已經(jīng)被ansys收購(gòu)成為其一個(gè)模塊，LS-DYNA由于其使用范圍廣，可以在較多的領(lǐng)域進(jìn)行有效的模擬.
展開(kāi) 水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范（NBT 10391-2020） ￥15
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展開(kāi) 水和環(huán)境仿真分析
FLOW3D水利和環(huán)境仿真解決方案
FLOW-3D 提供了對(duì)水和環(huán)境行業(yè)面臨的廣泛?jiǎn)栴}的準(zhǔn)確模擬，從大型水力發(fā)電項(xiàng)目到小型市政污水處理系統(tǒng)。仿真分析可以在評(píng)估設(shè)計(jì)方案時(shí)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，有助于降低復(fù)雜性并將重點(diǎn)放在優(yōu)化解決方案上。通過(guò)使用仿真分析工具從不同的設(shè)計(jì)方案中獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)，可以節(jié)省大量的時(shí)間和金錢(qián)。
FLOW3D能夠完成的仿真課題：
截流模型模擬仿真
污染仿真
潰壩洪水模擬仿真
海嘯仿真
滑坡涌浪模擬仿真
下水道設(shè)計(jì)模擬仿真
沉沙池模擬仿真
橋梁沖刷模擬
灌溉與排水工程模擬仿真
水電站流體力學(xué)仿真
泥沙工程設(shè)計(jì)模擬仿真
沉積物沖刷模擬
引水渠道及前池設(shè)計(jì)模擬仿真
湍流分析
水工隧洞設(shè)計(jì)模擬仿真
空氣夾帶分析
導(dǎo)流和截流模型
數(shù)值模擬橋梁崩潰
水閘設(shè)計(jì)模擬仿真
雪崩模擬
溢洪道設(shè)計(jì)模擬仿真
泥石流模擬
溢洪道液壓評(píng)估
水電站模擬
洪水模擬
污水處理仿真
魚(yú)道設(shè)計(jì)模擬仿真
水利工程虛擬仿真
FLOW3D成功案例：
查看和下載更多水利和環(huán)境實(shí)踐案例
使用FLOW-3D可以通過(guò)邊界條件的設(shè)定，解決復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題。用戶不必花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行預(yù)處理（即設(shè)置問(wèn)題），而是可以花時(shí)間應(yīng)用他們的工作結(jié)果。
展開(kāi) 第五屆國(guó)際巖土介質(zhì)破裂力學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要
雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司副總經(jīng)理吳世勇以錦屏二級(jí)水電站深埋長(zhǎng)大水工隧洞群為例，講述了巖爆綜合防治技術(shù)。中科院地質(zhì)與地球物理研究所的龐忠和研究員針對(duì)我國(guó)地?zé)豳Y源基本特征，并分析了具體開(kāi)發(fā)案例。北京核工業(yè)地質(zhì)研究院王駒副院長(zhǎng)介紹了中國(guó)高放廢棄物地質(zhì)處理及地下實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃，針對(duì)北山新場(chǎng)場(chǎng)址進(jìn)行三維建模分析及現(xiàn)場(chǎng)鉆孔分析。來(lái)自芬蘭的Mikael Rinne教授通過(guò)建立預(yù)測(cè)模型，分析了雙隧洞模型開(kāi)挖過(guò)程的巖體穩(wěn)定性及破壞區(qū)域，指出放射性廢物的開(kāi)挖和熱負(fù)荷及其引的巖體破壞和滲透率的變化可以用斷裂力學(xué)來(lái)處理。Jeoung Seok Yoon博士使用DEM粒子建模以數(shù)字方式測(cè)試循環(huán)水力刺激的優(yōu)點(diǎn)，分析得出循環(huán)水力壓裂會(huì)降低波羅彈性觸發(fā)的事件。
Ove Stephansson教授做特邀報(bào)
蔡美峰院士做特邀報(bào)告
王思敬院士宣讀祝賀
會(huì)場(chǎng)全體人員聆聽(tīng)報(bào)告
第二天上午的會(huì)議分三個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告廳進(jìn)行，來(lái)自全國(guó)部分高校及研究機(jī)構(gòu)的學(xué)者分別進(jìn)行了學(xué)術(shù)報(bào)告，報(bào)告涵蓋了硬巖本構(gòu)關(guān)系的改進(jìn)、EGS地?zé)衢_(kāi)挖技術(shù)的儀器改進(jìn)、巖石力學(xué)中的CT掃描應(yīng)用技術(shù)、邊坡穩(wěn)定性分析中的新方法及隧道的大變形機(jī)制預(yù)測(cè)與防治方法等。報(bào)告結(jié)束后，專(zhuān)家們分別就報(bào)告內(nèi)容展開(kāi)了討論，發(fā)表不同見(jiàn)解，對(duì)深部硬巖的巖爆、沖擊地壓等學(xué)科前沿問(wèn)題的發(fā)展與創(chuàng)新提出了許多新方法、新思路。
展開(kāi) 
水利水電--水電站進(jìn)水口
水電站進(jìn)水口是水電站從水庫(kù)或河流中取水的水工建筑物。
對(duì)進(jìn)水建筑物有以下基本要求：
(1)要有足夠的進(jìn)水能力，在任何工作水位都能保證按要求引進(jìn)必須的流量。
(2)水質(zhì)要符合要求，木允許有害的泥沙、冰塊及各種污物進(jìn)入進(jìn)水口。
(3)水頭損失要小。使水流能平順地進(jìn)入進(jìn)水口，并將流速控制在一定的范圍內(nèi)。
(4)可控制流量，以便于引水系統(tǒng)的檢修和緊急事故關(guān)閉。
(5)要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，造型美觀，造價(jià)低廉，便于運(yùn)行、檢修和維護(hù)。
水電站進(jìn)水建筑物的類(lèi)型：
水電站的進(jìn)水口分為有壓和無(wú)壓兩種。
1、有壓進(jìn)水口
其特征是進(jìn)水口位于水庫(kù)死水位（指在正常運(yùn)用情況下，允許水庫(kù)消落的最低水位。曾稱(chēng)為設(shè)計(jì)低水位）以下的一定深度，引進(jìn)深層水，水流為有壓流，其后常與有壓引水隧洞或壓力管道連接，適用于從水位變化幅度較大的水庫(kù)中取水。有壓進(jìn)水口也稱(chēng)深式進(jìn)水口或潛沒(méi)式進(jìn)水口。有壓引水式水電站和壩后式水電站的進(jìn)水口大都屬于這種。
有壓進(jìn)水口按其所在位置和結(jié)構(gòu)形式分為：豎井式（隧洞式）、塔式、岸塔式（壓力墻式，包含斜坡式）、壩式。
①豎井式進(jìn)水口（又稱(chēng)隧洞式進(jìn)水口）：在進(jìn)口附近的山體中開(kāi)挖豎井，井壁襯砌的水平斷面一般呈矩形，閘門(mén)安裝在由山體中開(kāi)挖出來(lái)的豎井井底，頂部布置啟閉機(jī)室。進(jìn)水口其后接引水隧洞。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受風(fēng)浪、冰的影響，抗震性能好；由于充分利用了巖石的作用，鋼筋混凝土工種量少，投資少。缺點(diǎn)是：豎井前的一段隧洞只能在低水位時(shí)進(jìn)行檢修。
展開(kāi) 基于ABAQUS的隧洞圍巖裂隙擴(kuò)展二次開(kāi)發(fā)及研究
摘 要：隧洞圍巖中含有天然裂隙,裂隙的不穩(wěn)定發(fā)展影響隧洞圍巖的穩(wěn)定性。為研究隧道圍巖內(nèi)部裂隙擴(kuò)展規(guī)律,以ABAQUS為平臺(tái),將MC準(zhǔn)則（Mohr-Coulomb）嵌入子程序VUSDFLD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),同時(shí)引入單元?jiǎng)h除算法以實(shí)現(xiàn)巖石模型破壞效果。結(jié)果表明：（1）隨著荷載的不斷增加,裂隙尖端出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。（2）裂隙下部的受拉區(qū)域明顯大于上部,裂隙下部先于上部發(fā)生破壞。整個(gè)受壓過(guò)程中,模型主要為剪切破壞模式。（3）裂隙尖端豎直與水平方向裂縫主要有MC剪切破壞導(dǎo)致。（4）隧洞處于軟弱地層,巖石破壞時(shí)應(yīng)力為3.23 MPa。為增強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性,采用灌漿措施填充圍巖裂隙以抑制圍巖內(nèi)部裂隙的擴(kuò)展。
關(guān)鍵詞：圍巖;裂隙;MC準(zhǔn)則;VUSDFLD;二次開(kāi)發(fā);單元?jiǎng)h除算法;
1 引言
水工隧洞地質(zhì)情況復(fù)制,部分隧洞圍巖內(nèi)部含有天然缺陷,這些缺陷以裂隙的方式存在。在開(kāi)挖擾動(dòng)作用下,裂隙擴(kuò)展成宏觀裂縫,導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)引發(fā)安全事故。因此,對(duì)隧洞圍巖裂隙擴(kuò)展規(guī)律展開(kāi)研究具有重要意義。本文以某引水隧洞為例,結(jié)合隧洞圍巖實(shí)際力學(xué)屬性,將MC準(zhǔn)則嵌入ABAQUS子程序VUSDFLD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。通過(guò)建立的數(shù)值模型,對(duì)圍巖內(nèi)部裂隙的擴(kuò)展規(guī)律展開(kāi)研究。
2 工程概況
某水庫(kù)輸水工程隧洞由取水口、輸水隧洞、永久支洞等組成。輸水隧洞1段進(jìn)口底高程96.50 m,出口底高程90.50 m,長(zhǎng)5.23 km。本段輸水隧洞采用鉆爆法施工,成洞洞徑6 m,圓形斷面。交叉穿越位置為Ⅲ類(lèi)圍巖,襯砌厚度為0.5 m,輸水隧洞襯砌混凝土采用C25。隧洞局部處于花崗巖軟弱地層,圍巖整體性較差,內(nèi)部含有天然裂隙。
3 模型建立
3.1 計(jì)算模型
取隧洞圍巖圓柱體樣本,樣本尺寸為?50 mm×100 mm。
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