小浪底工程排沙洞預(yù)應(yīng)力觀測資料整編分析與研究

前言

　　小浪底水利樞紐工程是黃河治理開發(fā)的關(guān)鍵性工程，也是我國部分利用世界銀行貸款興建的最大水利樞紐工程，由攔河大壩、泄洪排沙系統(tǒng)和引水發(fā)電系統(tǒng)組成。樞紐總庫容126.5億m3，其中淤沙庫容75.5億m3，長期有效庫容51億m3（防洪庫容40.5億m3，調(diào)水調(diào)沙庫容10.5億m3）。其開發(fā)目標(biāo)是以防洪（包括防凌）、減淤為主，兼顧供水、灌溉和發(fā)電，蓄清排渾，除害興利，綜合利用。　　小浪底水利樞紐工程于1994年9月12日主體工程開工，1997年10月28日實現(xiàn)大河截流，1999年10月25日水庫下閘蓄水，2000年1月9日首臺機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，2001年12月31日最后一臺機(jī)組投入運行，2009年4月7日通過國家發(fā)展和改革委員會、水利部共同主持的竣工驗收。小浪底水利樞紐工程投入運行十年來，發(fā)揮了顯著的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益?！　⌒±说姿麡屑~工程地質(zhì)條件復(fù)雜，水沙條件特殊，工程規(guī)模宏大，建筑結(jié)構(gòu)先進(jìn)，運用條件嚴(yán)格。3條排沙洞擔(dān)負(fù)著排泄高含沙水流，減少過機(jī)含沙量和調(diào)節(jié)徑流，保持進(jìn)水口泥沙淤積漏斗的重要任務(wù)，在樞紐泄洪設(shè)施中使用幾率最高?！　⌒±说姿麡屑~排沙洞是我國首例采用后張法無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力襯砌技術(shù)的水工隧洞。為了監(jiān)測隧洞的安全狀況，特別設(shè)置了3個觀測段，埋設(shè)了混凝土應(yīng)變計、鋼筋計、無應(yīng)力計、錨索測力計等7種監(jiān)測儀器。多年來，小浪底的監(jiān)測人員測得了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)?！　”緯鴮ε派扯搭A(yù)應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)的整編，在此基礎(chǔ)上著重分析錨索張拉過程中混凝土徐變的變化規(guī)律、襯砌混凝土中建立的預(yù)壓應(yīng)力的分布和大小；分析了襯砌混凝土自生體積變形的發(fā)展變化規(guī)律；建立了每支錨索測力計的應(yīng)變讀數(shù)與錨索張拉力之間的關(guān)系方程；提出了溫度和洞內(nèi)水壓力變化對混凝土應(yīng)變計、鋼筋計和錨索測力計應(yīng)變讀數(shù)的影響系數(shù)；預(yù)測了隧洞在水庫最高運行水位時的應(yīng)力狀況；對排沙洞安全運行預(yù)警預(yù)報方法進(jìn)行了初步探討。這些分析研究成果對指導(dǎo)和完善無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土水工隧洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工和運行管理具有重要意義，對類似結(jié)構(gòu)的研究和發(fā)展也有著積極作用。

內(nèi)容概要

　　本書全面、系統(tǒng)地介紹了小浪底水利樞紐工程混凝土預(yù)應(yīng)力襯砌排沙洞的觀測內(nèi)容、儀器布置、儀器類型和觀測方法，采用基本的數(shù)理統(tǒng)計方法對施工期和蓄水運行期排沙洞觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析。在此基礎(chǔ)上，分析研究了溫度和洞內(nèi)水壓力變化對混凝土和錨索的影響、襯砌混凝土自生體積變形的發(fā)展變化規(guī)律、運行期排沙洞圍巖的變形情況，重點分析研究了張拉過程中混凝土的徐變變化規(guī)律，給出了錨索張拉在襯砌混凝土中建立的預(yù)壓應(yīng)力大小和分布，對排沙洞襯砌結(jié)構(gòu)的安全狀況進(jìn)行了評價，提出了排沙洞安全運行預(yù)警方法。　　本書內(nèi)容翔實、新穎，可供從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究、水利水電工程運行管理人員及大專院校師生閱讀、參考。

書籍目錄

序前言第1章 小浪底排沙洞永久觀測儀器布置　1.1 2排沙洞觀測儀器　1.2 3排沙洞觀測儀器　1.3 預(yù)應(yīng)力錨索和混凝土襯砌的基本資料第2章 觀測儀器的基本資料和數(shù)據(jù)處理方法　2.1 鋼筋計　2.2 混凝土應(yīng)變計和無應(yīng)力計　2.3 錨索測力計　2.4 測縫計　2.5 滲壓計　2.6 多點位移計第3章 觀測資料的整理　3.1 觀測資料的整理方法　3.2 排沙洞擋水過流情況　3.3 觀測儀器的讀數(shù)發(fā)展變化第4章 錨索張拉期間的觀測數(shù)據(jù)分析與研究　4.1 錨索張拉程序　4.2 錨索張拉前后觀測儀器的讀數(shù)變化　4.3 錨索張拉過程中混凝土徐變變化分析　4.4 錨索張拉完畢后襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)分析　4.5 測縫計觀測數(shù)據(jù)分析　4.6 錨索測力計的S-F關(guān)系曲線　4.7 本章小結(jié)第5章 運行期觀測數(shù)據(jù)分析與研究　5.1 溫度變化對無應(yīng)力計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.2 襯砌混凝土自生體積變形發(fā)展變化規(guī)律　5.3 溫度變化對混凝土應(yīng)變計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.4 洞內(nèi)水頭變化對混凝土應(yīng)變計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.5 溫度變化對鋼筋計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.6 水頭變化對鋼筋計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.7 溫度變化對錨索測力計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.8 水頭變化對錨索測力計應(yīng)變讀數(shù)的影響分析　5.9 測縫計觀測數(shù)據(jù)分析　5.10 滲壓計觀測數(shù)據(jù)分析　5.11 多點位移計觀測數(shù)據(jù)分析　5.12 觀測儀器的完好情況統(tǒng)計　5.13 排沙洞運行期應(yīng)力狀態(tài)變化評價　5.14 排沙洞安全運行預(yù)警預(yù)報方法　5.15 本章小結(jié)第6章 總結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第3章　觀測資料的整理　　本章通過對觀測資料的整理分析，首先給出觀測儀器（鋼筋計、混凝土應(yīng)變計、無應(yīng)力計和錨索測力計）應(yīng)變讀數(shù)的發(fā)展變化過程線、頻率變化（測縫計、滲壓計）發(fā)展變化過程線和洞內(nèi)水壓發(fā)展變化過程線，在此基礎(chǔ)上，通過對觀測資料的數(shù)學(xué)處理，從應(yīng)變讀數(shù)中分離出溫度變化、濕度變化和內(nèi)水壓力變化對應(yīng)變讀數(shù)的影響，進(jìn)而對排沙洞運行狀態(tài)進(jìn)行評價和分析?！　?.1　觀測資料的整理方法　　小浪底排沙洞預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌3個儀器觀測段共埋設(shè)各類觀測儀器160支，到現(xiàn)在已積累了數(shù)萬組觀測數(shù)據(jù)。原始觀測數(shù)據(jù)中，既有手工記錄的觀測數(shù)據(jù)，又有儀器自動記錄的數(shù)據(jù)。為了消除觀測誤差、偶然誤差和數(shù)據(jù)記錄筆誤，按以下方法和步驟對原始觀測資料進(jìn)行處理：　?。?）按觀測日期對每支觀測儀器的觀測數(shù)據(jù)重新排序，消除原始數(shù)據(jù)的時間順序錯誤。　?。?）繪制日期——觀測讀數(shù)的發(fā)展變化過程線，從過程線上找出異常數(shù)據(jù)。　?。?）對于每個異常數(shù)據(jù)，從以下幾個方面進(jìn)行檢查：①根據(jù)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)變化特性檢查是否存在記錄筆誤，如將“1623”誤錄為“1263”；②根據(jù)應(yīng)變讀數(shù)與頻率讀數(shù)的對應(yīng)關(guān)系檢查數(shù)據(jù)的正確性；③根據(jù)內(nèi)水壓力和溫度變化進(jìn)一步檢查。

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