基于不平衡力的在役水工隧洞地震灾变过程模拟与加固研究

项目名称： 基于不平衡力的在役水工隧洞地震灾变过程模拟与加固研究

项目编号： No.51309162

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 官福海

作者单位： 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

项目金额： 25万元

中文摘要： 在役水工隧洞的长期安全运行关系到人民生活和社会安定，具有重要的社会意义。地震载荷是影响在役水工隧洞长期安全运行的主要外界因素。研究在役水工隧洞的地震灾变过程，建立相应的加固分析方法具有重大的理论意义。如何定量的给出加固区域和加固力的大小，准确评价加固效果，是有限元分析的一个难点。 本项目在热力学框架内理论研究的基础上，将变形加固理论引入在役水工隧洞地震灾变过程模拟和加固研究中。根据变形加固理论，在役水工隧洞在地震载荷下的灾变全过程可以由不平衡力出现的范围、顺序以及大小模拟；隧洞的加固区域和最优加固力可以由各区域不平衡力时程中的最大不平衡力的分布和大小确定。为了对数值模拟结果进行验证，拟进行在役水工隧洞地震灾变过程和加固效果的离心机振动台模型试验研究，并与数值模拟结果进行对比研究。在此基础上，研究各相关因素对在役水工隧洞地震灾变过程的影响规律，及其相应的最优加固力，评价其加固效果。

中文关键词： 不平衡力；在役水工隧洞；在变过程；加固；模型试验

英文摘要： Long-term stable operation of in-service hydraulic tunnel which is related to people's life and social stability has the important social significance.The earthquake load is the major external influence factor on in-service hydraulic tunnel long-term stable operation. It is of great theoretical and social significance to research on earthquake disaster process of in-service hydraulic tunnel, and to establish corresponding reinforcement analysis system. It is a difficult problem in finite element analysis, that quantitatively calculation of reinforcement area, reinforcement magnitude and accurate evaluation of the reinforcement effect. Based on a theoretical research on the thermodynamic framework, in this project, the deformation reinforcement theory (DRT) will be introduced into the in-service hydraulic tunnel earthquake disaster process simulation and reinforcement study. According to the DRT, the in-service hydraulic tunnel earthquake disaster process will be simulated by the scope, order and magnitude of regional unbalanced force; and the reinforcement region and the optimal reinforcement force of tunnel under certain earthquake load can be determined by the distribution, magnitude and the direction of the maximum of unbalanced force time histories. The centrifuge shaker model test of in-service hydraulic tu

英文关键词： Unbalanced force；In-service hydraulic tunnel；Disaster process；Reinforcement；Model test