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水工隧洞素混凝土衬砌的粘钢加固与安全系数提升 被引量：8
1
作者 何武其 曹生荣 曹小武 《水电与新能源》 2021年第1期59-64,共6页
为了评价衬砌粘钢加固的效果,以三棵松无压城门洞型隧洞为例,建立粘钢加固前后的三维有限元模型,分析了在隧洞停水检修和运行工况下的衬砌应力、应变和开裂情况和加固前后衬砌的安全系数。结果表明,粘钢加固能有效地限制衬砌两侧边墙和... 为了评价衬砌粘钢加固的效果,以三棵松无压城门洞型隧洞为例,建立粘钢加固前后的三维有限元模型,分析了在隧洞停水检修和运行工况下的衬砌应力、应变和开裂情况和加固前后衬砌的安全系数。结果表明,粘钢加固能有效地限制衬砌两侧边墙和底板的不利变形,抑制混凝土的进一步开裂,帮助承担部分拉应力,衬砌结构的最大拉应力和受拉区域都有减小;粘钢加固后,衬砌整体的安全系数有所提升,边墙中部应力满足了安全要求;边墙底部转角处的应力集中区,可以采取适当加厚该处的粘贴钢板厚度解决。 展开更多
关键词 隧洞 衬砌结构 粘钢加固 安全系数 有限元
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胶层对内贴CFRP加固圆形隧洞受力特性的影响 被引量：4
2
作者 秦敢 曹生荣 杨帆 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期62-70,共9页
基于CFRP加固圆形隧洞的小比例尺模型试验,采用实体单元模拟胶层和衬砌混凝土,采用弹簧单元以及双线性界面黏结滑移关系模拟胶层和衬砌混凝土的弧形接触界面的黏结滑移行为,建立了"实体-弹簧-实体"三维有限元模型,并将有限元... 基于CFRP加固圆形隧洞的小比例尺模型试验,采用实体单元模拟胶层和衬砌混凝土,采用弹簧单元以及双线性界面黏结滑移关系模拟胶层和衬砌混凝土的弧形接触界面的黏结滑移行为,建立了"实体-弹簧-实体"三维有限元模型,并将有限元模型的计算结果与模型试验的实测结果以及界面应力理论计算结果进行了对比,验证了三维有限元模型的有效性.基于该有限元模型,着重分析了胶层厚度以及弹性模量的变化对混凝土应力、CFRP应力、胶层应力以及弧形接触界面复杂应力状态的影响.计算分析结果表明:胶层厚度以及弹性模量对隧洞衬砌混凝土的应力水平无明显影响,改变胶层的厚度以及弹性模量并不能明显地改善衬砌混凝土的受力状态;胶层的厚度以及弹性模量对弧形接触界面应力的影响十分显著,选择弹性模量较小的胶层,在施工过程中适当地减薄胶层的涂刷厚度,可以显著降低界面应力,从而减小内贴CFRP加固圆形隧洞结构发生剥离破坏的风险. 展开更多
关键词 圆形隧洞 CFRP 黏结滑移 胶层 受力特性 有限元模型
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输水隧洞管养巡检智能AR平台构建与技术实现 被引量：2
3
作者 曾思远 曹生荣 +2 位作者 邓飞 严鹏 李爽 《水电与新能源》 2021年第7期1-4,13,共5页
基于DP-Smart、DP-Modeler和AR-Explorer建立输水隧洞管养巡检智能AR平台,为管理人员提供更为全面和准确的信息,实现对衬砌缺陷的智能识别、统计、评估,为进一步开展缺陷管理、安全鉴定、延寿改造,实现全生命周期健康维护,优化传统的输... 基于DP-Smart、DP-Modeler和AR-Explorer建立输水隧洞管养巡检智能AR平台,为管理人员提供更为全面和准确的信息,实现对衬砌缺陷的智能识别、统计、评估,为进一步开展缺陷管理、安全鉴定、延寿改造,实现全生命周期健康维护,优化传统的输水隧洞管理模式,充分发挥水利设施的经济和社会效益。 展开更多
关键词 输水隧洞 管养 增强现实 智能化 运行管理
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回填土不密实对受损FRPM管影响的有限元分析 被引量：1
4
作者 李爽 曹生荣 杨李川 《水电与新能源》 2022年第4期32-35,40,共5页
结合具体工程建立受损玻璃钢夹砂管段三维有限元模型分析表明,当局部回填土不密实程度由0(密实)变为100%(掏空)时,管道竖向位移最大值由0.043 m增加到0.099 m,增幅达130%;在不密实程度为50%时,其最大环向应力接近极限抗拉强度值,在不密... 结合具体工程建立受损玻璃钢夹砂管段三维有限元模型分析表明,当局部回填土不密实程度由0(密实)变为100%(掏空)时,管道竖向位移最大值由0.043 m增加到0.099 m,增幅达130%;在不密实程度为50%时,其最大环向应力接近极限抗拉强度值,在不密实程度为100%时,超过极限抗拉强度19.30%。所以,严格控制回填质量是减小管道破坏风险的重要因素。 展开更多
关键词 FRPM管 回填土不密实 受力状态 有限元分析
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CFRP在隧洞补强加固中的工程应用研究 被引量：1
5
作者 金典琦 曹生荣 秦敢 《水电与新能源》 2022年第8期5-8,共4页
随着隧洞运行时间的延长,由于各种荷载作用及洞身材料的老化等,会出现不同形式的病害。对比分析各种加固方法发现,随着潮湿界面粘结问题的解决,结合CFRP材料具有轻质高强、耐腐蚀性好、占用隧洞净空小等优势,CFRP加固技术在隧洞补强加... 随着隧洞运行时间的延长,由于各种荷载作用及洞身材料的老化等,会出现不同形式的病害。对比分析各种加固方法发现,随着潮湿界面粘结问题的解决,结合CFRP材料具有轻质高强、耐腐蚀性好、占用隧洞净空小等优势,CFRP加固技术在隧洞补强加固中具有十分广泛地应用前景。对水流冲刷作用下CFRP-混凝土界面粘结-滑移性能、水流冲刷作用下CFRP-混凝土界面剥离破坏规律、连续与非连续耦合数值模拟将是今后研究的重点和突破方向。 展开更多
关键词 隧洞加固 CFRP 综述 粘结滑移 剥离破坏
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新建公路对既有隧洞的影响及粘钢加固效用分析 被引量：1
6
作者 曾思远 曹生荣 +1 位作者 贺欢 严鹏 《水电与新能源》 2021年第8期17-21,共5页
以碧沙北路道路工程跨碧岭隧洞为例,研究了在既有隧洞上方修建公路时,车道荷载对隧洞衬砌结构的影响及粘钢加固方案的加固效果。采用非线性有限元的方法进行的数值模拟分析表明:新建公路会造成隧洞衬砌边墙凹陷、底板隆起、开裂增多等... 以碧沙北路道路工程跨碧岭隧洞为例,研究了在既有隧洞上方修建公路时,车道荷载对隧洞衬砌结构的影响及粘钢加固方案的加固效果。采用非线性有限元的方法进行的数值模拟分析表明:新建公路会造成隧洞衬砌边墙凹陷、底板隆起、开裂增多等不利影响。粘钢加固后,钢板与衬砌共同受力,能有效减小衬砌变形,缓解衬砌应力集中,防止衬砌裂缝扩展,使得新增开裂占比从46.28%降至18.89%。 展开更多
关键词 新建公路 既有隧洞 衬砌 粘钢加固 非线性有限元
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地铁上穿输水隧洞的动力响应分析与加固技术研究
7
作者 曾思远 李爽 +1 位作者 曹琦 曹生荣 《水电与新能源》 2023年第4期37-41,共5页
为分析地铁上穿输水隧洞的动力响应,本文基于深圳市地铁10号线上穿东江水源工程清水河隧洞建立了交叉区间的有限元模型,对地铁施工、列车单次运行及其长期效应三个工况进行了分析。结果表明:地铁施工期对输水隧洞衬砌应力、位移的影响较... 为分析地铁上穿输水隧洞的动力响应,本文基于深圳市地铁10号线上穿东江水源工程清水河隧洞建立了交叉区间的有限元模型,对地铁施工、列车单次运行及其长期效应三个工况进行了分析。结果表明:地铁施工期对输水隧洞衬砌应力、位移的影响较小,列车单次运行造成输水隧洞衬砌振动的加速度与速度最大值在振动控制标准内,均不影响隧洞日常运行;但列车运行长期效应将在输水隧洞起拱线处产生损伤累积,将导致理论预期使用年限小于其设计使用年限。经研究在输水隧洞衬砌内表面粘贴钢板加固后,隧洞的损伤累积明显减缓,可有效延长其理论预期使用年限,加固效果显著。 展开更多
关键词 输水隧洞 交叉工程 动力响应 数值分析 损伤累积 加固
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输水隧洞粘钢加固效果影响因素的有限元分析 被引量：4
8
作者 陈锦庆 曹生荣 《水电与新能源》 2021年第8期22-27,共6页
输水隧洞衬砌结构病害严重威胁隧洞的长期安全稳定运行。粘钢加固法凭借其工艺简便、经济合理、工期较短等特点而常被运用于隧洞衬砌结构加固补强工程中。合理选择粘钢加固技术参数是确保加固效果的关键,依据某输水隧洞设计了6种粘钢加... 输水隧洞衬砌结构病害严重威胁隧洞的长期安全稳定运行。粘钢加固法凭借其工艺简便、经济合理、工期较短等特点而常被运用于隧洞衬砌结构加固补强工程中。合理选择粘钢加固技术参数是确保加固效果的关键,依据某输水隧洞设计了6种粘钢加固方案,利用有限元计算对比分析了钢板厚度、钢板材料强度、胶层厚度三个因素对加固效果的影响。经分析,建议在胶层粘结能力较强,锚固措施较好的条件下适当增大钢板厚度,减小胶层厚度,选用“轻质高强”的钢板材料,以保证加固效果。 展开更多
关键词 输水隧洞 粘钢加固 影响因素 有限元分析
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东江水源工程碧岭隧洞灌浆加固效果评价
9
作者 曾思远 李爽 +1 位作者 卢帝 曹生荣 《水电与新能源》 2023年第5期27-30,共4页
为分析已建输水隧洞进行灌浆加固的效果,建立了深圳市东江水源工程碧岭隧洞灌浆加固段的三维有限元模型。针对该洞段出现围岩空洞、围岩破碎和渗漏水三种工况进行了计算,分析表明:对围岩空洞段、围岩破碎段、渗漏水洞段灌浆加固后,明显... 为分析已建输水隧洞进行灌浆加固的效果,建立了深圳市东江水源工程碧岭隧洞灌浆加固段的三维有限元模型。针对该洞段出现围岩空洞、围岩破碎和渗漏水三种工况进行了计算,分析表明:对围岩空洞段、围岩破碎段、渗漏水洞段灌浆加固后,明显减小了围岩的不利因素对隧洞结构的影响,改善了衬砌的变形和受力状况,衬砌的横向位移最大值、第一主应力最大值均大大减小,低于其设计允许值,消除了衬砌开裂的风险,加固效果显著。 展开更多
关键词 灌浆 输水隧洞 加固 有限元 东江水源工程
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内套钢拱架加固水工隧洞的结构受力与变形有限元分析
10
作者 韩旭 曾思远 曹生荣 《水电与新能源》 2023年第3期64-68,共5页
钢拱架在水工隧洞维修加固中作为后加固结构,与衬砌内壁之间不可避免地存在一定宽度的间隙。本文提出使用微膨胀砂浆填充间隙的方法,并根据间隙是否经微膨胀砂浆填充建立2个钢拱架加固隧洞的三维有限元模型,分析不同宽度的间隙是否经微... 钢拱架在水工隧洞维修加固中作为后加固结构,与衬砌内壁之间不可避免地存在一定宽度的间隙。本文提出使用微膨胀砂浆填充间隙的方法,并根据间隙是否经微膨胀砂浆填充建立2个钢拱架加固隧洞的三维有限元模型,分析不同宽度的间隙是否经微膨胀砂浆处理条件下加固结构受力与变形的变化规律。结果表明,间隙的存在会劣化钢拱架的加固效果,衬砌状态的劣化程度随间隙宽度增大而增加,使用微膨胀砂浆填充不同宽度的间隙均明显提高钢拱架的加固效果。 展开更多
关键词 钢拱架 加固 间隙 微膨胀砂浆 水工隧洞 有限元分析
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