有压隧洞进排气井结构的有限元分析与安全监测方法研究

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进排气井作为有压引水隧洞支洞出口闸门,同时承担着补气和排气的双重任务,对改善流态和避免运行事故起着重要的作用。因此,进排气井在施工期,结构是否安全,经过长期运行后工作状态是否恶化,都需要进行安全监测。本文主要开展了以下研究工作:利用Abaqus建立数值模型对进排气井施工期和运行期两种不利工况进行应力应变理论分析得,施工期混凝土回填时,在山体侧向土压力作用下,进排气井闸门侧壁5-15m处出现部分区域的应力集中现象,运行期进排气井通水运行时,闸门在1MPa水压力作用下,闸门处出现应力集中现象,闸门侧壁应力应变变化较小。根据有限元模型分析结果设计监测方案,由于工期问题,本文主要针对施工期的进排气井做出安全监测方案。根据有限元模型分析结果设计监测方案,进排气井一共布设两个监测断面,分别为监测断面1和监测断面2,在每个监测断面的应力最大值的位置埋设监测点,监测断面1埋设有2个监测点,监测断面2埋设有5个监测点。所有监测仪器的埋设均按照监测设计方案和水利监测仪器埋设规范的要求,仪器成活率为百分之百。采用统计检验的方法对历史监测数据进行初步检验,剔除数据中的异常值。利用无应力计数据反演混凝土热膨胀系数和钢筋混凝土变形相协调的原理对数据进行可靠性分析,使得进排气井的安全评估更加真实可靠。利用统计归纳法的原理,计算出仪器误差波动系数,以此对进排气井做出安全、基本安全和不安全的评估,并且根据评估结果对进排气井进行故障排查。由于施工期进排气井各监测点数据均在安全范围以内,因此进排气井结构处于安全状态。
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