充水保压蜗壳与外围结构联合承载过程的力学仿真分析Mechanical simulation analysis on joint load-bearing process of preload filling spiral case with its surrounding structure
崔炜,刘怒涛,朱银邦,郭宇,李敏,安刚
摘要(Abstract):
水电站充水保压蜗壳兼备直埋式与垫层式蜗壳的优点,但受力分析复杂。为此,以一个HD值较高的蜗壳为例,应用三维有限元法研究了充水保压蜗壳与外围结构联合承载的过程,模型和计算过程精细,展示了联合承载过程中各结构的力学规律。结果表明:充水发电时,蜗壳与混凝土大部分区域闭合,脱开的面积约3%;外围混凝土大部分区域处在压应力状态,受拉部位少且拉应力较低,钢筋拉应力较小,此情况被现场观测所证实;采用常用公式或完全用有限法计算,蜗壳承载比的计算结果相差不超过3%;蜗壳充水保压值越低,充水运行期与混凝土的接触压力越大、蜗壳的承载比越小,因此蜗壳宜取较小的充水保压值,有利于减少振动;与常规打压顺序相比,非常规打压顺序不利于蜗壳与混凝土的贴合。此成果为该水电站的蜗壳设计提供了重要参考,电站已全面投产,蜗壳及外围结构工作表现良好。
关键词(KeyWords): 充水保压蜗壳;联合承载;力学仿真;有限元
基金项目(Foundation): 国家重点研发计划课题(大埋深隧洞围岩-支护体系协同承载机理与全寿命设计理论及方法,2016YFC0401804);; 中国水科院科研专项(高拱坝-坝基系统非平衡演化机理及长期变形稳定与控制研究,SS0145B112018)
作者(Author): 崔炜,刘怒涛,朱银邦,郭宇,李敏,安刚
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2018.10.011