明满流条件下有压隧洞稳定性分析
发布时间：2020-10-30 17:53
水工引水隧洞是常见的输水建筑物,在水利工程中有着广泛的应用。在过流时引水隧洞可能会出现明满交替流动现象而对隧洞稳定性甚至整个工程带来影响。然而水工引水隧洞的稳定性分析一直是水利工程界研究的重点问题,因此研究其水力特性是非常必要的。本文结合“贵州省威宁县雪山水库烟区水源灌溉工程”的切冲引水隧洞工程,根据城门形引水隧洞不同的流态及明满交替流时隧洞不同的洞形,运用流体软件Fluent中的紊流两方程RNG k-?模型和VOF方法对引水隧洞的流场进行了三维数值模拟,以研究不同条件下隧洞内水流流态、流速分布及脉动压力分布等规律。同时为了进一步分析明满流条件下隧洞衬砌的稳定性,本文运用理正岩土5.6软件计算该工程引水隧洞衬砌的内力和位移,从而分析隧洞衬砌的稳定性,以期为水利工程中对隧洞出现明满流流态的进一步研究提供参考。主要得出以下结论:(1)城门洞形隧洞流态为明满流时产生的脉动压力比无压流时产生的脉动压力大得多;在满流向明流过渡段出现最大流速、最大脉动压力,隧洞壁面、底板出现局部速度、脉动压力增大现象。(2)明满交替流动时圆形隧洞内产生的脉动压力比城门形隧洞的脉动压力大;城门形隧洞比圆形隧洞能够更好的改善隧洞水流流态、降低脉动压力,使隧洞中明满交替现象减弱。(3)城门洞形两种流态下,轴力、剪力及弯矩的变化规律基本上是一致的;明满交替流动时,应特别注意隧洞进口及满流向明流过渡段的衬砌支护问题。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV554;TV223
【部分图文】：
图 3-1 引水隧洞地质剖面图3.2.3 引水隧洞布置考虑到地质结构以及工程建设要求，本选题中主要针对引水隧洞进口段加以研究。基于引水需求、地质条件以及地形等特性，确定洞线之后，进一步确定隧洞进口底板高程，和正常蓄水位保持一致，即均为2445.00m，其长 961m ，对应的坡降6/1000。基于经济比选及调洪演算，确定隧洞断面尺寸，其详细布置如下：引水隧洞被布置在引水坝的左岸区域，其正常蓄水位与进口底板高程保持一致，即均为2445.00m，选用以需定供的设计方式。其中，起调水位为2445.00m，而后对洞径分别为2.0m、2.4m、2.6m以及3.6m进行调洪演算，其计算结果如下：1、洞径 3.6m 调洪演算成果:表 3.2-1 引水坝洪水调节计算成果表项目不同频率调节计算成果0.33% 0.5% 2% 3.33% 5% 10% 20%起调水位 Zq(m) 2445 2445 2445 2445 2445 2445 2445起调库容 Vq(万 m3) 7.97.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9
贵州大学硕士学位论文 明满流条件下有压隧洞稳定性分析0+000.00~0+241.00 为直线段，0+241.00~0+488.00 为转弯段，0+488.00~0+961.00为直线段；明渠断面为梯形，采用混凝土衬砌的衬砌方式，全长共 278m，其中底宽、高及坡率分别为 2.7m、2.7m 及 1:0.5。引水隧洞的平面布置如下图：
对应的高程为2449.40m，其厚度为 40 厘米，而长与宽分别为3.39m 、7.7m。最后，还应在进口区域中指定位置增设 6.4m ×4.05m的拦污栅，隧洞进口的布置如图3-3~3-5：
【参考文献】
本文编号：2862811
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV554;TV223
【部分图文】：
图 3-1 引水隧洞地质剖面图3.2.3 引水隧洞布置考虑到地质结构以及工程建设要求，本选题中主要针对引水隧洞进口段加以研究。基于引水需求、地质条件以及地形等特性，确定洞线之后，进一步确定隧洞进口底板高程，和正常蓄水位保持一致，即均为2445.00m，其长 961m ，对应的坡降6/1000。基于经济比选及调洪演算，确定隧洞断面尺寸，其详细布置如下：引水隧洞被布置在引水坝的左岸区域，其正常蓄水位与进口底板高程保持一致，即均为2445.00m，选用以需定供的设计方式。其中，起调水位为2445.00m，而后对洞径分别为2.0m、2.4m、2.6m以及3.6m进行调洪演算，其计算结果如下：1、洞径 3.6m 调洪演算成果:表 3.2-1 引水坝洪水调节计算成果表项目不同频率调节计算成果0.33% 0.5% 2% 3.33% 5% 10% 20%起调水位 Zq(m) 2445 2445 2445 2445 2445 2445 2445起调库容 Vq(万 m3) 7.97.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9
贵州大学硕士学位论文 明满流条件下有压隧洞稳定性分析0+000.00~0+241.00 为直线段，0+241.00~0+488.00 为转弯段，0+488.00~0+961.00为直线段；明渠断面为梯形，采用混凝土衬砌的衬砌方式，全长共 278m，其中底宽、高及坡率分别为 2.7m、2.7m 及 1:0.5。引水隧洞的平面布置如下图：
对应的高程为2449.40m，其厚度为 40 厘米，而长与宽分别为3.39m 、7.7m。最后，还应在进口区域中指定位置增设 6.4m ×4.05m的拦污栅，隧洞进口的布置如图3-3~3-5：
【参考文献】
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本文编号：2862811
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