新型预应力混凝土衬砌压力隧洞技术研究.pdf
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1、水利水电技术第4 6卷2 0 1 5 年第1 1期 新 型预 应 力混 凝 土衬 砌 压 力 隧洞 技术研 究 赵妍 ,孙粤琳 ,黄 昊,刘致彬 ( 中国水利水 电科学研究院,北京 1 0 0 0 3 8 ) 摘 要 :本文提 出了一种新型预应力混凝土衬砌压力隧洞技术。该项技术根据厚壁圆筒承受内外水压 力理论,利用围岩的抗力作 用,采用外加预应力法,在 围岩和衬砌混凝土之 间安装一种圆环形扁千斤 顶设备,根据需要利用水或水泥浆通过有 限的径向位移对隧洞衬砌混凝土层外部人为地施加某一数值 与分布的均布压应力,用以部分或全部抵 消内水压力所产生的拉应 力。其优点是省去 了预应 力钢筋, 且施工简便
2、。模拟试验证明,利用水或水泥浆施加预应力法是可行的。有限元计算结果表明,在隧洞 衬砌混凝土外层间隔施加预应力时,衬砌混凝土中的应力能够满足工程需要。 关键词 :压力隧洞;新型预应力混凝 土衬砌 ;外加预 应力 法;圆环形 扁千 斤顶 ;室 内试验 ;有 限 元分析 d o i :1 0 1 3 9 2 8 j c n k i w r a h e 2 0 1 5 1 1 0 1 5 中图分类号 :T V 7 3 2 3 文献标识码 :A 文章编 号 :1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 5 ) 1 1 - 0 0 7 2 0 5 Re s e a r c h o n a n e w
3、t e c hno l o g y o f pr e s s ur e t u nn e l wi t h p r e - s t r e s s e d c o n c r e t e l i n i ng ZHAO Ya n, S UN Yu e l i n, HUANG Ha o, L I U Zh i b i n ( C h i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r R e s e a r c h ,B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ,C h i n
4、 a ) Ab s t r a c t :A n e w t e c h n o l o g y o f p r e s s u r e t u n n e l w i t h p r e s t r e s s e d c o n c r e t e l i n i n g i s p r o p o s e d h e r e i n T h i s t e c h n o l o gy i s t h a t wi t h t h e r e s i s t a n c e e f f e c t o f s u r r o u n d i n g r o c k a n d t h e
5、 e x t e r n a l p r e s t r e s s m e t h o d ,a c i r c u l a r fl a t j a c k d e v i c e i s i n s t a l l e d b e t w e e n t h e s u r r o u n d i n g r o c k a n d t h e c o n c r e t e i n a c c o r d a n c e wi t h t h e t h e o r y o f t h a t t h e i n t e r n al a n d e x t e r n a l w a
6、 t e r p r e s s u r e s a r e wi t h s t o o d b y a t h i c k wa l l e d c y l i n d e r ,a n d the n a u n i f o r m c o mp r e s s i v e s t r e s s w i t h a c e r t a i n v a l u e i s a r t i fi c i a l l y印p l i e d t o t h e o u t s i d e o f the l i n i n g c o n c r e t e o f t u n n e l
7、w i t h wa t e r o r c e me n t s l u r r y t h o u g h a l i mi t e d r a d i al d i s p l a c e me n t a c c o r d i n g t o the r e l e v a n t d e ma n d,S O a s t O p a r t l y o r f u l l y o f f s e t t h e t e n s i l e s t r e s s f r o m t h e i n t e r n al w a t e r p r e s s u r e T h e
8、 me ri t o f t h i s t e c h n o l o gy i s t h a t n o t o n l y t h e p r e s t r e s s e d r e i n f o r c e me n t i s s a v e d , b u t t h e c o n s t r u c t i o n i s als o c o n v e n i e n t T h e s i mu l a t i o n t e s t d e mo n s t r a t e s t h a t i t i s f e a s i b l e t o a p p l
9、 y p r e s t r e s s w i t h wa t e r o r c e me n t s l u r r y Me a n wh i l e , t h e r e s u l t f r o m t h e fi n i t e e l e me n t me t h o d s h o w s t h a t w h e n p r e - s t r e s s i s a p p l i e d t o t h e o u t s i d e s p a c e o f the l i n i n g c o n c r e t e o f t u n n e l
10、, the s t r e s s i n s i d e o f the l i n i n g c o n c r e t e c a n me e t the e n g i n e e rin g d e ma n d c o n c e rne d K e y w o r d s : p r e s s u r e t u n n e l ; n e w p r e s t r e s s e d c o n c r e t e l i n i n g ;e e mal p r e - s t r e s s e d me tho d ; c i r c u l a r fi a t
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