周利
- 作品数：9 被引量：65H指数：5
- 供职机构：武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：水利工程建筑科学交通运输工程更多>>
- 高压水工隧洞透水衬砌渗流-应力-损伤耦合分析方法研究被引量：17
- 2018年
- 在高压隧洞发电运行过程中,衬砌钢筋应力普遍小于设计预期,并未达到既安全又经济的效果。本文基于混凝土塑性损伤模型与透水衬砌理论,提出了透水衬砌渗流-应力-损伤耦合算法。基于大型通用有限元软件平台ABAQUS进行二次开发,通过Fortran语言调用实用程序GETVRM获取材料损伤,并利用子程序USDFLD实现了材料渗透系数随损伤的动态更新,完成了隧洞初次充水加压工况中衬砌损伤开裂的耦合分析过程,研究了衬砌损伤开裂、渗透孔压以及钢筋应力的演化特征,并探讨了衬砌与围岩有条件联合承载特性对耦合结果的影响。可以发现:计算所得的衬砌损伤开裂特征与衬砌压水试验结果吻合,完全联合承载与有条件联合承载两种情况下,衬砌钢筋应力表现出明显的差异,说明衬砌设计中未考虑衬砌与围岩相互脱离,即有条件联合承载,是隧洞发电运行时衬砌钢筋应力普遍小于设计预期的原因。本文提出的耦合算法所得到的结果与工程普遍规律相符,具有一定推广性,可以为衬砌设计问题提供一定参考。
- 周利苏凯周亚峰文喜雨伍鹤皋
- 关键词：透水衬砌钢筋应力
- 水工隧洞钢筋混凝土衬砌水压致裂分析方法研究被引量：6
- 2021年
- 引入具有水力耦合属性的内聚单元模拟衬砌裂缝、衬砌-围岩交界面,以反映缝隙的位移非连续特征以及内部压力水体的流动特性。结合渗流-应力间接耦合方法,提出了水工隧洞钢筋混凝土衬砌水压致裂算法,探究了衬砌裂缝发展历程、裂缝宽度演化以及缝隙内部水压力传递特征等,并基于此系统分析了衬砌-围岩有条件联合承载特性的影响。计算分析表明,隧洞充水加压过程中,衬砌裂缝促发与扩展过程短暂且密不可分,随之缝内水压力突增、内水外渗效应加剧;衬砌开裂后,缝内水压力沿衬砌径向的降低幅度非常小,量值较为接近于内水压力。有条件联合承载情况下,衬砌裂缝与衬砌-围岩交界面间隙所形成的水体流动通道可以起到传导水压力的作用,使得衬砌外水压力分布更为均匀;衬砌裂缝相对稳定,并且呈现数量少、间距大的分布特点,与衬砌压水试验结果更为吻合。
- 周利苏凯苏凯张妍珺朱洪泽伍鹤皋
- 关键词：水工隧洞钢筋混凝土衬砌水压致裂
- 基于收敛-约束法的隧洞纵向变形演化规律研究与支护时机估算被引量：17
- 2017年
- 依托某供水工程输水隧洞建立三维数值模型,采用有限差分法和Mohr-Coulomb屈服准则进行施工开挖过程的数值模拟,研究不同围岩条件下隧洞支护时机的估算。首先,基于收敛-约束法进行隧洞开挖推进过程中的变形规律研究,分析监测断面的围岩变形特征,研究发现围岩位移的收敛规律与围岩质量相关,提出隧洞纵向变形曲线的修正公式。然后,采用一步挖穿分期释放的模拟方法,研究监测断面位移随开挖荷载释放的变化规律,以相同的位移释放系数为出发点,构建,开挖面推进距离与荷载释放率之间的关系,并将对应的围岩位移陡增点作为施加支护的推荐时机,得出不同围岩条件下施加支护与开挖面之间的控制距离。研究结果表明,提出的纵向变形公式相关参数确定过程简单,拟合效果良好,推荐的支护与开挖面之间的控制距离符合工程实际规律。
- 张妍珺苏凯周利伍鹤皋
- 关键词：隧洞开挖
- 变态混凝土对碾压混凝土坝防渗的影响研究
- 2021年
- 为探析变态混凝土对碾压混凝土坝防渗的影响,以某碾压混凝土坝为例,设定上游防渗区宽度,采用大型通用有限元软件ABAQUS模拟分析了变态混凝土不同宽度和渗透系数条件下的大坝渗透机理,并计算讨论了坝体单宽的渗流流量变化规律等。计算结果表明,变态混凝土宽度对坝体防渗影响不大,加浆工艺和加浆量对坝体防渗影响较大。变态混凝土施工宜采用垂直加浆工艺,并严格控制加浆量。
- 田福文周利
- 关键词：变态混凝土碾压混凝土坝施工工艺防渗
- 高压隧洞初次充水期间的衬砌与围岩有条件联合承载机理研究
- 针对高压隧洞透水衬砌结构,考虑衬砌与围岩间的粘结力作用,建立了双层厚壁圆筒模型,提出了相应的透水衬砌设计方法与实践步骤,结合算例分析了隧洞初次充水期间衬砌与围岩的有条件联合承载机理,并重点分析了钢筋应力、最大裂缝宽度等的...
- 文喜雨苏凯周利伍鹤皋
- 关键词：高压隧洞透水衬砌
- 圆形隧洞渗流量计算的解析方法及其应用被引量：5
- 2017年
- 隧洞在施工过程中,必将导致地下水渗流场的重分布和地下水位线的降低,当前常用的渗流量计算解析方法未考虑水位降低这一影响。首先通过数值计算方法分析隧洞开挖带来的渗流场变化,考虑地下水位线降低对渗流量的影响,提出分别计算隧洞渗流场稳定后开挖降低水位和渗流量的解析公式。结果表明:隧洞开挖过程中,洞周孔压和地下水浸润面随时间逐渐降低,在距离隧洞5倍洞径范围内孔压变化剧烈,地下水位线浸润面降低幅度达到26.3%~56.7%;渗流场稳定后地下水位线降低高度与隧洞半径和初始地下水位密切相关,与围岩渗透系数关系不大;经过与传统解析解和数值解的对比可以看出,提出的解析公式能够方便求解隧洞开挖降低水位和渗流量,且同时适用于初始地下水位线水平分布和倾斜分布条件。
- 苏凯陈锐周亚峰李腾周利
- 关键词：隧道工程渗流渗流量解析法
- 高压水工隧洞透水衬砌设计研究
- 基于双层厚壁圆筒模型,考虑衬砌与围岩之间有限的黏结力,提出了高压隧洞透水衬砌结构设计的计算方法,以某高压竖井段为例,对衬砌钢筋应力以及最大裂缝宽度进行了过程分析.同时,基于通用有限元软件ABAQUS,从数值模拟的角度分析...
- 周利苏凯文喜雨朱洪泽伍鹤皋
- 关键词：透水衬砌计算方法
- 隧洞开挖过程中围岩安全系数演化特征与支护时机选择方法研究被引量：18
- 2019年
- 通过数值模拟,提出一种确定初次支护施作时机的新方法。引入点安全系数评价监测断面开挖边界各点的稳定性,定义所有监测点的点安全系数的几何平均值为整体安全系数,用以评价该断面的整体稳定性,避免选择少数监测点带来的结果特异性。建立围岩整体安全系数与监测断面相对掌子面距离之间的对应关系,一旦围岩整体安全系数降低至允许值,则认为围岩稳定性进入临界状态,对应的相对掌子面位置即为推荐初期支护的施作位置。通过这一方法,可针对某一典型断面,快速确定其初期支护的施作时机,在施工中做到及时反馈。同时,结合不同岩性和地应力条件方案的计算结果,表明了所提出的支护时机选择方法具有较好的规律性,以期为实际工程提供参考。
- 苏凯张妍珺伍鹤皋周利
- 关键词：隧道工程开挖围岩稳定
- 缝隙对钢衬钢筋混凝土管道结构承载特性的影响研究被引量：7
- 2018年
- 基于某水电站坝后背管实际工程,建立了坝后背管斜直段底端的局部三维有限元数值分析模型,采用混凝土塑性损伤模型模拟管道外包及坝体混凝土,并在钢管与外包混凝土之间引入摩擦接触单元模拟两者之间的接触滑移特性.根据钢管外缝隙分布特征,拟定了均匀缝隙、非均匀缝隙以及随机缝隙方案,系统研究了缝隙值的大小及分布特征对管道承载特性的影响.结果表明:管道起裂荷载与缝隙值大小呈线性关系,由初裂部位附近的缝隙量控制;管道位移最大值基本出现在腰部附近40°范围内,缝隙值分布对管道上半周尤其是管顶的变形影响最大;内水压力较大时,不同缝隙方案承载比分布规律一致且数值比较接近,钢衬与钢筋混凝土在管道腰部的承载比基本不受摩擦系数的影响.
- 苏凯杨子娟伍鹤皋周利石长征
- 关键词：水电站钢衬钢筋混凝土管道
