项目来源
国家自然科学基金(NSFC)
项目主持人
胡云进
项目受资助机构
绍兴文理学院
项目编号
51279177
立项年度
2012
立项时间
未公开
研究期限
未知 / 未知
项目级别
国家级
受资助金额
81.00万元
学科
工程与材料科学-水利工程-水工岩土工程
学科代码
E-E09-E0905
基金类别
面上项目
关键词
高压隧洞 ; 耦合分析 ; 内水外渗 ; 粘结裂缝模型 ; 钢筋混凝土衬砌 ; high pressure tunnel ; inner water exosmosis ; cohesive crack model ; reinforced concrete lining ; coupling analysis
参与者
黄东军；章军军；冯仕能；祝丽丽；章子华；钟振；陈一帆；张新海；陈国龙
参与机构
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司；浙江大学
项目标书摘要：本项目针对钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗耦合分析的若干关键问题开展理论和试验研究，主要包括：钢筋混凝土衬砌和围岩水力劈裂过程的模拟方法研究；根据钢筋混凝土和岩体结构面的水力劈裂及裂缝与相邻实体水交换的试验成果，在传统粘结裂缝模型的基础上，研究提出带有渗流分析功能并能反映水力劈裂作用的裂缝单元模型；基于围岩与衬砌有条件联合承载、内水荷载施加的体力理论及所提出的裂缝单元模型，进行钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗的渗流—应力—开裂耦合分析数值建模及算法和程序研制；制作钢筋混凝土衬砌高压隧洞的物理模型，进行充水试验，揭示钢筋混凝土衬砌的水力劈裂机制，验证并完善高压隧洞内水外渗的渗流—应力—开裂耦合分析模型及程序。.本项目涉及渗流水力学、岩体力学、断裂力学等多种学科的互相交叉和结合，具有重要的理论意义，其研究成果对钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗分析及衬砌设计具有重要的工程应用价值。
Application Abstract: Aimed to several key problems of the inner water exosmosis coupling analysis for the reinforced concrete lining high pressure tunnel,theoretical and experimental research will be carried out in this project.The main study content are as follows.Simulation method of hydraulic fracturing process for the reinforced concrete lining and surrounding rock will be studied.According to the results of hydraulic fracturing experiment and water exchange test between crack and the adjacent solid,a cohesive crack model coupled with seepage analysis will be put forward based on the traditional cohesive crack model,which can reflect the effect of hydraulic fracturing.Based on the conditional joint bearing of lining and surrounding rock,the body force theory on applying the inner hydraulic pressure and the proposed cohesive crack model,seepage-stress-cracking coupling analysis model and numerical algorithm for the inner water exosmosis of reinforced concrete lining high pressure tunnel will be studied and program will be developed.Physical model of reinforced concrete lining pressure tunnel will be made and filling water test will be conducted.Hydraulic fracturing mechanism of the reinforced concrete lining will be revealed and the seepage-stress-cracking coupling analysis model and program will be validated according to the test results..This project involves seepage hydraulics,rock mechanics,fracture mechanics and other disciplines,so it has important theory significance.The research achievements has important engineering application value for the inner water exosmosis analysis of reinforced concrete lining high pressure tunnel and design of lining.
项目受资助省
浙江省
本项目针对钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗耦合分析中的若干关键问题开展理论分析和试验研究，主要研究内容包括：钢筋混凝土衬砌和围岩水力劈裂过程的模拟方法研究；根据钢筋混凝土和岩体结构面的水力劈裂及裂缝与相邻实体水交换的试验成果，在传统粘结裂缝模型的基础上，研究提出带有渗流分析功能并能反映水力劈裂作用的裂缝单元模型；基于围岩与衬砌有条件联合承载、内水荷载施加的体力理论及所提出的裂缝单元模型，进行钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗的渗流—应力—开裂耦合分析数值建模及算法和程序研制；制作钢筋混凝土衬砌高压隧洞的物理模型，进行充水试验，揭示钢筋混凝土衬砌的水力劈裂机制，验证并完善高压隧洞内水外渗的渗流—应力—开裂耦合分析模型及程序。通过本项目的研究，取得了如下重要结果:1给出了不同配比和配筋的钢筋混凝土及不同岩性充填结构面和硬性结构面的应力~缝宽和法向渗透系数~应力经验关系式，提出了带有渗流分析功能并能模拟水力劈裂作用的粘结裂缝单元本构模型;2提出了可模拟随机、多裂缝扩展并不需网格重构的基于粘结裂缝模型的衬砌和围岩水力劈裂过程模拟方法;3建立了能反映复杂受力和地质环境下衬砌开裂、内水外渗引发的水—岩耦合作用的钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗的渗流—应力—开裂耦合分析模型，并开发出了一套基于粘结裂缝模型钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗的渗流—应力—开裂耦合分析有限元程序。本项目涉及渗流水力学、岩体力学、断裂力学等多种学科的互相交叉和结合，具有重要的理论意义，其研究成果对钢筋混凝土衬砌高压隧洞内水外渗分析及衬砌设计具有重要的工程应用价值。
