高地热条件下水工隧洞衬砌稳定性及早期抗裂性研究.pdfVIP

高地热条件下水工隧洞衬砌稳定性及早期抗裂性研

究

摘要：本研究旨在探究在高地热条件下水工隧洞衬砌的稳定性和早

期抗裂性。通过对高地热环境下水工隧洞衬砌的力学性质、温度变化和

早期裂缝形成原因进行实验研究和数值模拟分析，得出一系列结论。

1.引言

在高地热条件下，水工隧洞衬砌的稳定性和早期抗裂性变得尤为重

要。高地热环境下，温度梯度大，砌体受热膨胀和应力变化较大，可能

导致衬砌开裂和失稳。

2.实验方法

2.1实验材料准备

选取符合设计要求的常用水工隧洞衬砌材料，包括混凝土和钢筋。

2.2实验测试

将水工隧洞衬砌材料制成标准试样，进行力学性能测试和温度变化

测试。力学性能测试包括抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等指标。温度

变化测试通过测量试样的表面温度和内部温度变化得到。

3.结果与讨论

3.1力学性能测试结果

通过力学性能测试可以得出水工隧洞衬砌材料的力学特性，确定其

抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等指标。结果表明，在高地热条件下，

衬砌材料的力学性能有所降低。

3.2温度变化测试结果

测试表明，在高地热环境下，水工隧洞衬砌的温度变化幅度较大。

砌体在受热膨胀时，可能引起应力集中，从而导致衬砌开裂和失稳。

3.3数值模拟分析

通过数值模拟分析，可以得到水工隧洞衬砌的应力和变形分布情况。

模拟结果表明，在高地热条件下，衬砌材料的应力集中区域可能与裂缝

形成位置相一致。

4.结论

在高地热条件下，水工隧洞衬砌的稳定性和早期抗裂性较差，可能

发生开裂和失稳。为了提高水工隧洞衬砌的稳定性和早期抗裂性，可以

采取以下措施：选择适当的材料和结构形式，加强衬砌与基础之间的粘

结，优化衬砌的温度控制等。

关键词：高地热、水工隧洞衬砌、稳定性、早期抗裂性、数值模拟、

实验研究