水工引水隧洞是常見的輸水建筑物,在水利工程中有著廣泛的應(yīng)用。在過流時引水隧洞可能會出現(xiàn)明滿交替流動現(xiàn)象而對隧洞穩(wěn)定性甚至整個工程帶來影響。然而水工引水隧洞的穩(wěn)定性分析一直是水利工程界研究的重點問題,因此研究其水力特性是非常必要的。本文結(jié)合“貴州省威寧縣雪山水庫煙區(qū)水源灌溉工程”的切沖引水隧洞工程,根據(jù)城門形引水隧洞不同的流態(tài)及明滿交替流時隧洞不同的洞形,運用流體軟件Fluent中的紊流兩方程RNG k-?模型和VOF方法對引水隧洞的流場進行了三維數(shù)值模擬,以研究不同條件下隧洞內(nèi)水流流態(tài)、流速分布及脈動壓力分布等規(guī)律。同時為了進一步分析明滿流條件下隧洞襯砌的穩(wěn)定性,本文運用理正巖土5.6軟件計算該工程引水隧洞襯砌的內(nèi)力和位移,從而分析隧洞襯砌的穩(wěn)定性,以期為水利工程中對隧洞出現(xiàn)明滿流流態(tài)的進一步研究提供參考。主要得出以下結(jié)論:(1)城門洞形隧洞流態(tài)為明滿流時產(chǎn)生的脈動壓力比無壓流時產(chǎn)生的脈動壓力大得多;在滿流向明流過渡段出現(xiàn)最大流速、最大脈動壓力,隧洞壁面、底板出現(xiàn)局部速度、脈動壓力增大現(xiàn)象。(2)明滿交替流動時圓形隧洞內(nèi)產(chǎn)生的脈動壓力比城門形隧洞的脈動壓力大;城門形隧洞比圓形隧洞能夠更好的改善隧洞水流流態(tài)、降低脈動壓力,使隧洞中明滿交替現(xiàn)象減弱。(3)城門洞形兩種流態(tài)下,軸力、剪力及彎矩的變化規(guī)律基本上是一致的;明滿交替流動時,應(yīng)特別注意隧洞進口及滿流向明流過渡段的襯砌支護問題。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV554;TV223
【部分圖文】：

圖 3-1 引水隧洞地質(zhì)剖面圖3.2.3 引水隧洞布置考慮到地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及工程建設(shè)要求，本選題中主要針對引水隧洞進口段加以研究�；谝枨蟆⒌刭|(zhì)條件以及地形等特性，確定洞線之后，進一步確定隧洞進口底板高程，和正常蓄水位保持一致，即均為2445.00m，其長 961m ，對應(yīng)的坡降6/1000�；诮�(jīng)濟比選及調(diào)洪演算，確定隧洞斷面尺寸，其詳細布置如下：引水隧洞被布置在引水壩的左岸區(qū)域，其正常蓄水位與進口底板高程保持一致，即均為2445.00m，選用以需定供的設(shè)計方式。其中，起調(diào)水位為2445.00m，而后對洞徑分別為2.0m、2.4m、2.6m以及3.6m進行調(diào)洪演算，其計算結(jié)果如下：1、洞徑 3.6m 調(diào)洪演算成果:表 3.2-1 引水壩洪水調(diào)節(jié)計算成果表項目不同頻率調(diào)節(jié)計算成果0.33% 0.5% 2% 3.33% 5% 10% 20%起調(diào)水位 Zq(m) 2445 2445 2445 2445 2445 2445 2445起調(diào)庫容 Vq(萬 m3) 7.97.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文 明滿流條件下有壓隧洞穩(wěn)定性分析0+000.00~0+241.00 為直線段，0+241.00~0+488.00 為轉(zhuǎn)彎段，0+488.00~0+961.00為直線段；明渠斷面為梯形，采用混凝土襯砌的襯砌方式，全長共 278m，其中底寬、高及坡率分別為 2.7m、2.7m 及 1:0.5。引水隧洞的平面布置如下圖：

對應(yīng)的高程為2449.40m，其厚度為 40 厘米，而長與寬分別為3.39m 、7.7m。最后，還應(yīng)在進口區(qū)域中指定位置增設(shè) 6.4m ×4.05m的攔污柵，隧洞進口的布置如圖3-3~3-5：
【參考文獻】

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本文編號：2862811