第4章 第7讲 - 压力隧洞
弹性力学：第四章 平面问题的极坐标解答(1)
)
1 2
E
(
1
r)
r
1 G
r
2(1 E
)
r
（4－4）
弹性力学平面问题极坐标求解的基本方程： (平面应力情形)
r
r
§4-5 轴对称应力与相应的位移
§4-6 圆环或圆筒受均布压力 压力隧洞 §4-7 曲梁的纯弯曲 §4-8 圆盘在匀速转动中的应力与位移 §4-9 圆孔的孔边应力集中 §4-10 楔形体的楔顶与楔面受力
§4-11 半平面体在边界上受法向集中力 §4-12 半平面体在边界上受法向分布力
§4-1 极坐标中的平衡微分方程
平面问题的极坐标解答包含的内容和直角坐标
一样，所有的结论都可以通过坐标变换来得到，在
这里，为了更清楚的表明各公式和符号的含义，我 们仍然采用推导来求解。
主 要内容
§4-1 §4-2 §4-3
§4-4
极坐标中的平衡微分方程 极坐标中的几何方程与物理方程 极坐标中的应力函数与相容方程
应力分量的坐标变换式
d ) ur
PB
rd
1 ur
r
（d）
径向线段PA的相对伸长：
ur
r1
r （a）
径向线段PA的转角：
1 0
（b）
环向线段PB的相对伸长：
1
ur r
（c）
环向线段PB的转角：
1
1 ur
r
剪应变为：
（d）
r 1
1
1
1 r
ur
O
d
r
P
ur
dr P
x
A
ur
ur r
dr
A
B
1
精品课程课件_第七章 水工隧洞
塔式进水口
第二节 隧洞的进出口建筑物
（3）岸塔式 这种形式的进口建筑物，下 部紧靠岸坡，塔身稳定性较好，甚至可以 对岩坡起到一定的支撑作用，施工安装较 为方便，无需工作桥，较为经济。缺点： 受风浪、冰、地震优一定影响。适用于岸 坡较陡，岩石比较坚固稳定的地区。
2．泄洪洞与发电洞合一布置 布置型式：
存在问题：1）岔尖处的水流流态复杂，容易产生不 利负压和空蚀。
2）泄洪时对发电不利。 3．泄洪洞与排沙洞合一布置 排沙洞进口高程低，在施工期可做导流洞用。
问题：1）闸门压力大，启闭困难。（洪水期开启， 水头高）
2） 泥沙堆积，闸门不易开启
第二节 隧洞的进出口建筑物
塌，为此常布置临时支护和永久性衬砌。 B 承受较大得内水压力得隧洞，要求围岩具有足够得厚
度和必要得衬砌。
（3）施工特点： 隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，
施工条件差，工期较长。
三、水工隧洞的组成
主要包括下列三部分： 进口段 洞身段 出口段
四、水工隧洞的选线
（一）总体布置及线路选择
1．总体布置
当充水量不大时，也可以采用布置在检修门上 的短管，充水时先提起门上的充水阀，待充满 后再继续提升闸门。
第二节 隧洞的进出口建筑物
（4）通气孔 通气孔是向闸门后通气的一种 孔道。其主要作用是补充被高速水流带走的空 气，防止气蚀的破坏和闸门的振动，同时在工 作闸门和检修闸门之间充水时，通气孔又兼作 排气孔。因此，通气孔通常担负着补气，排气 的双重任务。通气量和泄水量与下游洞内的流 态有关。
检修门槽前的入口段长度可控制在 （0.8—1.0）倍工作闸门处的孔口高度范围 内。检修门槽与工作闸门之间的顶板也应 布置成压坡段，（目的：收缩断面进一步 改善进口的压力分布和水流流态）。
压力隧洞衬砌计算方法
压力隧洞衬砌计算方法压力隧道是一种在地下开挖的隧道，通常用于输送水、油、气等介质。
隧道的衬砌是保证其稳定性和安全性的重要组成部分。
本文将介绍压力隧道衬砌的计算方法。
一、压力隧道衬砌的分类压力隧道衬砌按照材料分为混凝土衬砌和钢衬砌。
混凝土衬砌又可分为预制混凝土衬砌和现浇混凝土衬砌。
钢衬砌又可分为钢板衬砌和钢筋混凝土衬砌。
二、压力隧道衬砌的设计参数1.压力压力是压力隧道衬砌设计的重要参数。
压力隧道衬砌的设计应根据隧道内介质的压力来确定。
压力分为内压和外压，内压是介质对衬砌内侧的压力，外压是土层对衬砌外侧的压力。
在设计中应考虑内压和外压的影响。
2.温度温度是影响压力隧道衬砌设计的另一个重要参数。
随着温度的变化，材料的体积会发生变化，这会影响衬砌的稳定性。
在设计中应考虑温度的影响。
3.地质条件地质条件是影响压力隧道衬砌设计的另一个重要参数。
地质条件包括地层的性质、地质构造、地下水位等。
在设计中应考虑地质条件的影响。
三、压力隧道衬砌的计算方法压力隧道衬砌的计算方法通常分为静力计算和动力计算两种。
1.静力计算静力计算是指在不考虑地震、爆炸等外力的情况下，根据介质压力、温度、地质条件等参数计算衬砌的稳定性和安全性。
静力计算包括梁式计算、板式计算和弹性理论计算等。
2.动力计算动力计算是指在考虑地震、爆炸等外力的情况下，根据介质压力、温度、地质条件等参数计算衬砌的稳定性和安全性。
动力计算包括地震响应谱法、有限元法等。
四、压力隧道衬砌的施工方法压力隧道衬砌的施工方法包括预制和现浇两种。
1.预制预制是指在厂房内制作衬砌构件，然后运到现场进行组装。
预制衬砌的优点是质量稳定、施工速度快。
缺点是需要有足够的场地进行制作和存放。
2.现浇现浇是指在现场进行衬砌的施工。
现浇衬砌的优点是适用范围广、可以根据现场情况进行调整。
缺点是施工周期长、质量受现场环境影响。
五、压力隧道衬砌的质量控制压力隧道衬砌的质量控制是保证其稳定性和安全性的关键。
水利工程中压力隧洞型式的
03
压力隧洞设计原则与要求
设计原则
安全可靠
确保隧洞在承受内水压力、外荷 载等作用时，结构稳定、安全可
靠。
经济合理
在满足使用功能的前提下，优化设 计方案，降低工程造价。
施工便利
考虑施工条件和难度，选择合适的 施工方法，提高施工效率。
设计要求
01
02
03
04
确定隧洞断面尺寸
根据设计流量、流速等参数， 确定隧洞的断面尺寸。
压力隧洞特点
压力隧洞具有承受高水压、结构 复杂、施工难度大等特点。
水利工程中压力隧洞的重要性
01
02
03
调节水资源
压力隧洞是水利工程中调 节水资源的重要设施之一 ，能够实现水资源的合理 分配和利用。
提高工程效益
通过设置压力隧洞，可以 提高水利工程的整体效益 ，如发电、灌溉、防洪等 。
保障工程安全
压力隧洞的设置可以保障 水利工程的安全运行，避 免因水压过大而造成工程 破坏。
圆形压力隧洞
总结词
最常见的压力隧洞型式，具有较高的稳定性和承受内水压力的能力。
详细描述
圆形压力隧洞在水利工程中应用广泛，其结构形式简单，受力明确，能够有效 地承受内水压力和外水压力。同时，圆形结构有利于减小水流阻力，提高水流 速度。
椭圆形压力隧洞
总结词
适用于地质条件较差或需要减小工程量的场合。
详细描述
水利工程中压力隧洞型式的
汇报人： 日期:
目录
• 压力隧洞型式概述 • 常见压力隧洞型式及其特点 • 压力隧洞设计原则与要求 • 施工方法与技术难点分析 • 质量检测与评估方法论述 • 未来发展趋势预测与挑战应对
策略探讨
01
隧道工程-4章-第6,7讲-围岩分级与压力
第4章 隧道围岩分级与围岩压力
李元海
中国矿业大学力建学院
2013年8月3日星期六
1
重点内容与思考题 1.围岩概念？ 2.岩石物理力学指标？岩石流变性与蠕变性？ 3.隧道围岩稳定性影响因素？ 4.围岩分级的目的、方法及主要指标？ 5.围岩压力分类？ 6.形变压力概念及确定方法？ 7.松动压力概念及计算方法？
中国矿业大学建筑工程学院 - 李元海
2
第4章 隧道围岩分级与围岩压力
主要内容
4.1 4.2 4.3
影响围岩稳定性的因素？ 隧道围岩分级及其作用？ 围岩压力计算
4.4
围岩压力量测
3
中国矿业大学建筑工程学院 - 李元海
前言
围岩：隧道周围一定范围内，对其稳定性产生 影响的岩体；不同围岩在修建隧道时会有不同 地质现象，产生不同地质问题，如变形、坍塌、 岩爆等。为满足隧道设计、施工需要，针对各 种不同工程项目要求，须进行隧道围岩分级。
目前，隧道围岩分级是设计、施工的基础或依 据（工程类比法就是建立在围岩分级的基础上 的）
38
中国矿业大学建筑工程学院 - 李元海
围岩分级的目的
① ② ③
作为选择施工方法的依据； 科学管理及正确评价经济效益； 确定结构上的荷载（松散荷载）；
④
⑤
给出衬砌结构的类型及其尺寸；
制定劳动定额、材料消耗标准等。
中国矿业大学建筑工程学院 - 李元海
20
岩石的物理力学性质
（1）单轴抗压强度：单向压缩下，岩石能承 受的最大压应力，其与抗拉强度和抗剪强度有 着一定的比例关系。
Rc
=
Pc / A
（表4-4）
弹性力学简明教程 第4章 平面问题的极坐标解答
2
u
u
§4－2 极坐标中的几何方程及物理方程
所以，几何方程为：
1 2 1 2
1 2
u
u
1
u
u
1
u
u
（4－2）
§4－2 极坐标中的几何方程及物理方程
由于极坐标和直角坐标都是正交坐标系，因此，极坐 标和直角坐标的物理方程应该有相同的形式。 极坐标下的物理方程： 直角坐标下的物理方程：
第四章 平面问题的极坐标解答
4-1 极坐标下的平衡微分方程 4-2 极坐标下的几何方程及物理方程 4-3 极坐标下的应力函数与相容方程 4-4 应力分量的坐标变换式 4-5 轴对称应力和相应的位移 4-6 圆环或圆筒受均布压力 4-7 压力隧洞 4-8 圆孔的孔口应力集中 4-9 半平面体在边界上受集中力 4-10 半平面体在边界上受集中力
第四章 平面问题的极坐标解答
研究对象： 圆形、扇形、楔形体等物体
研究内容： 极坐标下平面问题的基本方程 应力法的基本方程
研究问题： 轴对称问题 圆环或圆筒受均布压力 应力集中 半平面体的受力问题
§4－1 极坐标中的平衡微分方程
一、极坐标下各分量的表示方法
1.应力分量
f
－ 径向正应力
f
－ 环向正应力
)
1 2
E
(
1
)
1 2
E
(
1
) （4－4）
2(1 E
)
平面应力问题
平面应变问题
E E
1 2
1
总结 极坐标下的基本方程
平衡方程
1
f
0
1
2
f
0
几何方程
u
第四章平面问题极坐标解答2
物体的形状或某物理量绕一轴对称，通过对称轴的 任何面都是对称面，称为轴对称问题。 z 应力轴对称
应力绕Z 轴ρ对称，应力分量仅是径向坐标的函数，与环
向坐标无关,切应力为零。
τ ρφ = τφρ = 0
Φ =Φ(ρ)
1、应力公式。若体积力为0，有：
σρ
=
1 ρ
dΦ dρ
,
σ
φ
=
d2Φ d ρ2
q2 ,
σφ
=
R2 ρ2 R2 r2
+ −
1 1
q1
−
1+ 1−
r2 ρ2 r2 R2
q2 ,
τ ρφ = 0.
（压力） （4-14）
（2）若只有内压，则解答为：
σρ
=
−
R2 ρ2 R2 r2
−1
q1 −1
σφ
=
R2 ρ2 R2 r2
+1
q1 −1
（压力） （拉力）
（4-15）
（3）受内压的具有圆孔的无限大薄板，或具有圆孔
σρ
=
q 2
(1 −
r2 ρ2
)+
q 2
cos 2φ(1−
r2 ρ2
)(1− 3
r2 ρ2
⎫ ),⎪
⎪
σφ
=
q 2
(1 +
r2 ρ2
)
−
q 2
cos
2φ(1 +
3
r4 ρ4
),
⎪⎪ ⎬ ⎪
τ ρφ
=
−
q 2
sin
2φ(1 −
r2 ρ2
)(1 +
3
第四章平面问题的极坐标解答
P,A,B
变形后为 P', A', B'各点的位移如图
第四章 平面问题的极坐标解答
几何方程
在小变形假定下， PA线应变
P A PA AA PP r PA PA u r ur dr u r u r r dr r PB线应变
PB PB (r ur )d rd ur PB rd r
2 ) 2 cos sin [ ( 2 r 2 ) 2 cos sin [ ( 2 r
1 )], r θ 1 )], r θ
2 2 1 1 2 1 2 2 cos sin [ 2 ( 2 )] (cos sin )[ ( )]。 2 xy r r r r r r
(e)
第四章 平面(e) 导出，
2 1 1 (cos sin )(cos sin ) 2 r r r r x 2 sin cos 2 sin 2 2 cos 2 2 r r r r r sin cos sin 2 2 2 2 r r 2 2
对于平面应变问题，只须作如下同样变换，
E E 1
2
,
1
。
第四章 平面问题的极坐标解答
边界条件
边界条件—应用极坐标时，弹性体的边界 面通常均为坐标面，即：
r 常数，或 常数,
故边界条件形式简单。
第四章 平面问题的极坐标解答
§4－3
坐标变换式
以下建立直角坐标系与极坐标系的变 换关系，用于： 物理量的转换，
其中可取
d cos 1, 2
d d sin 。 2 2
水电站教程课件 第七章 水电站渠道、压力前池及隧洞
第七章水电站渠道、压力前池及隧洞学习提示内容：介绍渠道，压力前池及日调节池，隧洞。
重点：引水渠道的功用、要求及类型，断面设计；压力前池及日调节池的作用、组成及布置原则；隧洞特点、洞线布置原则，断面型式及设计和衬砌的类型。
要求：掌握引水渠道、压力前池和隧洞的设计布置和基本要求。
第一节渠道一、渠道的功用、要求及类型1．功用水电站的输水渠道也称为动力渠道，它短则几百米，长则几公里甚至几十公里。
输水渠道既可以作为水电站的引水渠道，为无压引水式水电站集中落差，形成水头；也可作为尾水渠道，将发电用过的水排往下游河道。
引水渠道往往较长，尾水渠道通常很短。
以下主要讨论引水渠道。
2．基本要求（1）要有足够的输水能力。
保证在各级运行水位下随时向电站机组输送所需的工作流量，并有适应流量变化的能力。
（2）渠道流速要满足不冲不淤流速要求。
渠道在设计流量下的平均流速，应小于渠道的允许不冲流速，同时大于泥沙不淤流速或不长草流速。
（3）水头损失要小。
在保证渠道流速大于不淤流速前提下，应选用较缓的底部纵坡，以减小渠道落差，争取获得最大发电水头。
同时控制过流表面不平整度，以减小水头损失。
（4）水质符合要求。
除在进水口处采取措施防止有害粒径的泥沙及污物进入渠道外，还要在压力前池处再次采取防沙、防污和防冰措施，以防止有害粒径的泥沙及污物进入压力管道。
（5）渠道的渗漏要限制在一定范围内。
过大的渗漏不仅造成水量损失，而且会危及渠道的安全。
（6）渠顶要有一定的安全超高。
渠顶高程应按渠道通过水电站的最大引水发电流量时，突然丢弃全部负荷产生的最大涌波高度，再加安全超高来确定。
（7）对傍山开挖的渠道所形成的高边坡，其稳定坡度应根据地质条件、边坡高度和施工条件等，进行工程类比和稳定分析确定。
（8）工程造价经济合理。
在满足不冲不淤、不长草条件下，应通过技术经济方案比较选定渠道的纵坡及横断面尺寸。
3．类型水电站渠道按其水力特性分为非自动调节渠道和自动调节渠道。
地下工程监测与检测技术第四章 隧洞工程监测PPT课件
第四章 隧洞工程监测
内容提要
隧洞工程监测的目的 隧洞工程监测的内容及测试方法 隧洞工程监测的相关规定 监测数据的分析反馈及信息化施工 盾构法和顶管施工监测 工程实例
第一节 隧洞工程监测的目的
一.简介
隧洞是修建在存在地应力场、由岩石(土)和各种结构面组合的 天然岩(土)体中的建筑物，是靠围岩和支护的共同作用保持其稳定性的。
(2) 锚杆内力量测方法
锚杆的主要作用是限制围岩的松弛变形。这个限制作用的强弱， 一方面受围岩地质条件的影响，另一方面取决于锚杆的工作状态。锚杆 的工作状态好坏主要以其受力后的应力、应变来反映。因此，如果能采 用某种手段测试锚杆在工作时的应力、应变值，就可以知道其工作状态 的好坏，也可以由此判断其对围岩松弛变形的限制作用的强弱。
1盾构法施工监测目的95盾构法施工监测的内容及监测频率锚杆轴力计频率计锚杆轴力计频率计8螺栓锚固力螺栓锚固力钢筋应力计或应变计频率计钢筋应力计或应变计频率计7轴向力弯矩轴向力弯矩结构内力结构内力孔隙水压力计频率计孔隙水压力计频率计6隧道外侧水压力隧道外侧水压力压力盒频率计压力盒频率计5隧道外侧土压力隧道外侧土压力结构外力结构外力测微计测微计4管片接缝张开度管片接缝张开度全站仪全站仪3隧道洞室三维位移隧道洞室三维位移水准仪全站仪水准仪全站仪2隧道衬砌环沉降隧道衬砌环沉降收敛计巴塞特系统收敛计巴塞特系统1隧道结构内部收敛隧道结构内部收敛结构变形结构变形隧道隧道结构结构监测元件与仪器监测项目监测类型监测对象盾构法监测内容与使用仪器96经纬仪经纬仪4地表水平位移地表水平位移土压力盒频率计土压力盒频率计6水土压力水土压力侧前面侧前面裂缝计裂缝计筑物裂缝筑物裂缝经纬仪经纬仪3倾斜倾斜经纬仪经纬仪2水平位移水平位移水准仪水准仪1沉降沉降地面建下下管管孔隙水压力计频率计孔隙水压力计频率计8孔隙水压孔隙水压水位井标尺水位井标尺7地下水位地下水位水土压力水土压力5深层土体水平位移深层土体水平位移水平位移水平位移深层回弹桩水准仪深层回弹桩水准仪3盾构底部土体回弹盾构底部土体回弹分层沉降仪频率计分层沉降仪频率计2分层土体沉降分层土体沉降水准仪水准仪1地表沉降地表沉降沉降沉降地层地层监测元件与仪器监测项目监测类型监测对象盾构法监测内容与监测频率9899管片安全监测主要包括内力监测和变形监测具体有管片钢筋环向和纵向应力管片混凝土环向和纵向应变管片衬砌和地层的接触压力接头螺栓连接力管片接缝张开位移等
弹性力学 第4章(7,8,9,10节)
1. 应力分量表达式
压力隧洞—圆筒埋在无限大弹性体中， 受有均布内压力。圆筒和无限大弹性体 的弹性常数分别为 E, μ和E, μ' .
4.1 平衡方程
4.2 几何方程与 物理方程 4.3 应力函数 与 相容方程 4.4 坐标变换式 4.5 轴对称问题 4.6 圆环和圆筒
压力隧洞为轴对称问题，剪应力为0， 2个正应力解答是
A
2
2C
A
2
2C
有4个待定常数，要用应力边界条件与界面上的应力 连续条件来确定。
§4.7 压力隧洞
A
2
2C 2C
A
4.1 平衡方程
2
2C 2C
A 2C q r2
4.2 几何方程与 物理方程 4.3 应力函数 与 相容方程 4.4 坐标变换式 4.5 轴对称问题 4.6 圆环和圆筒 4.7 压力隧洞 4.8 应力集中 4.9 半平面体受集 中力 4.10 半平面体受 分布力
4.6 圆环和圆筒 4.7 压力隧洞 4.8 应力集中 4.9 半平面体受集 中力 4.10 半平面体受 分布力
1 1 2 2 2
0
2 2
2
1 ( )
2 1 1 2 2 2 2
4C 6 D 2 B 2 4 q R R
6 AR 2 2 B 2B 2C 6 D q R2 R4
解出
A0
B
q 2
4.10 半平面体受 分布力
C qr 2
qr 2 D 2
申艳《水利水电工程概论》第四章7节水工隧洞
（3)高水头无压泄水隧洞，容易在高速水流的 作用下引起的振动及洞身空蚀破坏。
（4)有压隧洞往往承受较大的内水压力，要求 有一定厚度的围岩和足够强的衬砌。
精选ppt
5
2.地下建筑的特点 （1)水工隧洞是一种地下结构。隧洞开挖后，改 变了岩体原来的平衡状态，引起孔洞附近应力重 分布，岩体产生变形，严重的甚至发生崩塌。因 此，隧洞中常需设置临时性（施工期）支护和永 久性衬砌，以确保隧洞施工期和运行期的安全。
第七节 水工隧洞
精选ppt
1
一、水工隧洞的类型
水工隧洞是在山体中开凿的一种泄水、 放水建筑物，其主要作用是渲泄洪水、 引水发电或灌溉、供水、航运输水、 放空水库、排放水库泥沙以及水利枢 纽施工期导流。
精选ppt
2
水工隧洞按其担负的任务可分为： 泄洪隧洞和放水隧洞。 按其工作时洞内的水流状态可分为： 有压隧洞和无压隧洞。 一般从水库引水发电的水工隧洞是有压的，而为泄 洪、供水、排沙、导流等目的而设置的隧洞，可以 是有压的，也可以是无压的。有压隧洞运行时，其 内壁承受一定的内水压力。无压洞内水流具有自由 水面，水面与洞顶保持一定的净空。
精选ppt
3
水工隧洞可以设计成有压的，也可以设计 成无压的。即使是在同一条隧洞中，以主 闸门为界，闸门前有压，闸门后为无压的。 但是在隧洞的同一段内，除了流速低的导 流隧洞外，应严禁出现时而有压，时而无 压的明满交替的流态，以免造成因此引起 的震动与空蚀。
精选ppt
4
二、 水工隧洞的工作特点
1．深式过水建筑物的特点 （1）泄水隧洞出口流速高，单宽流量大，能 量集中，消能防冲措施要求较高。
压力隧洞不衬砌法的应用
程造价 、 缩短 期 、 ｒ 降低施 Ｔ难 度等诸多优点 ， 已被越来越多的采用。以某Ｔ程实际 应用该打法 的技 术经验 、 总结 ，
中 图分 类 号 ：Ｖ ７ ． ；Ｖ ５ ．４ Ｔ ６ ２ １Ｔ ５４ １
文 献标 识 码 ： Ａ
１３ 水 文地 质条 件 ． 发 电引水隧 洞 区围岩地 下水类 型 以基 岩裂 隙水
成 。正常 蓄水 位 ４ ２ ｍ， 库 容 ２２ ０万 ｍ 。 发 电 １ 总 ３ 引 水隧 洞总长 ７ ８ｍ， ｌ 设调 压井 。 电站厂房 内安 装 ３ ｘ ＭＷ 水 轮发 电机 组 ， 电 引水 隧洞 布 置 在坝 址 ８ 发 左岸 ， 主要 由闸 门井 、 电引水 隧洞 、 发 下游 设 调 压
摘 要： 为了加快水利水电Ｔ程建设 ， 约投 资 ， 短 １ 期 ， 节 缩 一 存地下 隧洞 等 Ｔ程 中 ， 改变传 统的钢 筋混 凝上衬 砌方 自身的承 载能 力， 不衬砌 隧洞或组 合支护 、 衬砌 方式 具有 降低 Ｔ 式， 【 矧地制宜选择适宜的 支护方式 ， 充分 利用
浅析其特点 ， 以达 到抛 砖 引 日的 。
０． ３１ ７ ０ ４ ０６。
１ 基 本地 质 条件
１ １ 地 形 、 性 ． 岩
裂隙 主 要 有 ４组 ： Ｎ Ｅ组 高 倾 裂 隙 组 ： ① Ｎ ② Ｎ ｗｗ 向层 面 裂隙 ； Ｎ 倾 Ｓ 向 中陡 倾 角 裂 隙 ； ③ Ｗ Ｗ ④ Ｎ Ｅ向 中陡倾 角裂隙 。局部 尚有 平缓 裂隙 发育 。 Ｅ
Ａｐｐｌ ａ ｉ ｎ ｏｆｎ ｉ ｔｏ ｏｎ— ｉｉ ｇ ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ ｐ ｅ ｓ ｅ ｔ ｃ —ｌ ｎ ｔ ｏ ｏ ｒ ｓ ｕｒ ｕｎｎｅ ｎ ｌ
压力隧洞集石坑清淤方案
压力隧洞集石坑清淤方案一、工程概况。
咱这压力隧洞的集石坑啊，就像个收集石头和淤泥的小仓库，时间一长，里面满满的都是淤泥和石头块儿，这可不利于隧洞正常工作呢，所以得好好清理一下。
二、清淤准备工作。
1. 人员组织。
得找几个靠谱的兄弟，最好是有经验的。
有个懂行的小队长带着，就像找个游戏里的队长，带着一群小兵往前冲一样。
清淤工人得身体倍儿棒，不怕脏不怕累的那种。
2. 设备和工具。
大铲子肯定不能少，就像咱们炒菜得有锅铲一样。
还有小推车，这就是专门用来运淤泥和石头的“货车”。
另外，准备些照明设备，毕竟集石坑里面黑乎乎的，可不能让兄弟们摸黑干活儿，那就像闭着眼睛捉迷藏，太危险了。
再带上抽水机，如果有积水的话，得先把水抽干，不然就成泥汤子里干活儿了。
三、清淤施工步骤。
1. 排水。
先用抽水机把集石坑里面的水抽干净。
这就好比把游泳池里的水放光，这样才能看到底下的淤泥和石头。
抽水的时候要注意看着水位，别让抽水机空转了，那可就像汽车没油还猛踩油门，容易坏。
2. 人工清淤。
排水完了，兄弟们就拿着铲子开始干活儿。
先把表面的淤泥和小石头都铲到小推车上。
这个时候啊，就像愚公移山一样，一铲子一铲子的慢慢来。
大的石头搬不动的话，可以用撬棍，就像给大石头使个巧劲儿，让它乖乖听话。
清淤的时候要注意安全，别被石头砸到脚了，那可疼得很。
3. 运输和处理。
小推车上装满了淤泥和石头，就推到指定的地方倒掉。
这就像垃圾要扔到垃圾桶里一样，可不能随便乱倒。
要是倒在不该倒的地方，就像在干净的客厅里乱丢垃圾，会被批评的。
4. 检查和清理残留。
清完了之后，再仔细检查一下集石坑里面还有没有残留的淤泥和石头。
就像吃完饭要检查碗里有没有剩米粒儿一样，要清得干干净净的。
要是还有残留，以后又会慢慢堆积起来，那咱们这活儿就白干了。
四、安全保障措施。
1. 安全教育。
在开始干活儿之前，得给兄弟们开个小会，讲讲安全知识。
就像老师上课一样，告诉大家在集石坑里面要小心头顶，注意脚下，别乱跑乱跳。
第四章 圆孔的孔边应力集中
E,
接触条件
1. 非完全接触（光滑接触）
R R
R
0
R
u R u R
复习-压力隧洞
2.完全接触：
接触面间既不互相脱离，也不互相滑动。接触条件为:
应力：
R R R R
σφ
q(1
r2 ρ2
)
q cos 2φ(1
3
r4 ρ4
),
τ
ρφ
q
sin
2φ(1
r2 ρ2
)(1
3
r2 ρ2
)。
孔边只有环向正应力 σφ 2q 4q cos 2φ
p2
sin
2 1
r2
2
1 3
r2
2
4－8 圆孔的孔口应力集中
特例：单向受拉板（长柱体）令q1=q, q2= 0
σρ
q 2
(1
r2 ρ2
)
q 2
cos 2 (1
r2 ρ2
)(1 3
r2 ρ2
),
σ
q (1 2
r2 ρ2
)
q 2
cos
0
d
做Euler变换： 设 et或t ln
f f et
df df dt 1 df
d dt d dt
d2 f
d 2
1
2
d2 f
...
4－8 圆孔的孔口应力集中
d4 f dt 4
4
d3 dt
f et C1e4t C2e2t C3 C4e2t
第四章压力隧洞
A + 2C r 2 r A σ θ = − 2 + 2C r =
σ′ 无限大弹性体： r | r → ∞ = 0 + 2 C ′ = 0 σ θ′ | r → ∞ = 0 + 2 C ′ = 0
2）接触条件： 接触处 径向应力等值： E q µ
′ σ r |r = b = σ r |r = b
A A′ + 2C = 2 + 2C ′ 2 b b
（2）
径向位移等值：
b2 2 (1 − µ )n 2 r σ r′ = − q b2 [ 1 + (1 − 2 µ )n ] 2 − ( 1 − n ) a b2 2 (1 − µ )n 2 r σ θ′ = q b2 [ 1 + (1 − 2 µ )n ] 2 − ( 1 − n ) a
当n<1时，应力分布大致如图 接触条件： 1）完全接触 r
（3）
联立（1）、（2）、（3）求出A、C、A'并代 回应力分量表达式：
σ
r
b2 [ 1 + (1 − 2 µ )n ] 2 − ( 1 − n ) r = −q b2 [ 1 + (1 − 2 µ )n ] 2 − ( 1 − n ) a
σ
θ
b2 [ 1 + (1 − 2 µ )n ] 2 + ( 1 − n ) r = q b2 [ 1 + (1 − 2 µ )n ] 2 − ( 1 − n ) a
申艳《水利水电工程概论》第四章7节水工隧洞
（4）运行管理条件
洞线选择应考虑工程的运行管理条件，应满 足枢纽总体布置和运行的要求，应尽量避免 其在施工和运行中与枢纽中其它建筑物的相 互干扰，如土石坝结合泄洪洞时，在隧洞线 路选择时，其进出口应尽可能的离坝体一定 距离，以免影响大坝正常工作。
2．隧洞的工程布置 隧洞的工程布置其主要内容包括：进出口的 布置、纵剖面的布置以及闸门的布置。隧洞 布置的总体要求是必须满足过水、水流状态 和运行的要求 ，并尽可能的降低工程造价。 在修建水工隧洞时，应根据实际情况，尽可 能的考虑“一洞多用”，以降低工程造价， 如采用灌溉与发电相结合的布置方式。
（1）地质条件 1 ）隧洞线路选择原则上应使洞线布置于 地质构造简单、岩体完整坚硬稳定，水文 地质条件有利及施工方便的地区。尽量避 开向斜、断层、软弱地层、滑坡等不利地 质构造。同时尽量避开涌水量大、地下水 位高、岩溶发育、承压水区以及高地应力 区，以减少隧洞衬砌荷载及便于施工。
2)若洞线与岩层、构造破碎带及主要节理面相交时， 应尽量使洞线具有较大夹角。在整体块状结构的岩 体中，其夹角应不小于 30º ，在层状岩体中，其夹 角不宜小于45º 。
3)隧洞洞线穿过高地应力区时，原则上应使洞线与 最大水平地应力方向一致。 4)当隧洞沿水平或倾斜岩层走向布置时，应使洞身 位于坚硬均质不透水的岩层中。当洞身穿切不同岩 体的岩层时，应使其洞顶置于较坚硬的岩层中。
（2）地形条件
1）隧洞的线路在平面上应力求短、直，以降低工程 造价和减小水头损失，并保持良好的水流条件。若 受限制而不能保持直线时，隧洞应以曲线连接，其 曲率半径不小于5倍的隧洞洞径（或洞宽），且转角 不宜大于60º 。弯道的两端应设直线连接，其长度不 宜小于5倍的洞径（或洞宽）。
1．衬砌的型式 隧洞洞身衬砌按其作用可分为平整衬砌和受力 衬砌两大类。 （1）平整衬砌 平整衬砌也称抹面衬砌，其主 要作用是使隧洞围岩面光滑平整，减小糙率， 防止渗漏和岩面不受风化。衬砌不承受荷载。 因此，衬砌常用混凝土、喷浆及浆砌石等材料 做成。这种衬砌适用于围岩较好，水头较小的 隧洞。
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第四章平面问题的极坐标解答
第7讲压力隧洞
1
2中国外援项目，厄瓜多尔TP水电站，一级压力隧洞出口段砼衬砌施工中……
其它例子：深埋油气管道，供水系统，城市地下交通等。
3
在弹性力学中，我们将压力隧洞抽象为一个受内压的圆筒埋在无限大弹性体中，如图所示：r
R
q
设圆筒内半径为r ，外半径为R ；无限大弹性体，可看做内半径是R 而外半径为无限大的圆筒。
显然，这是一个轴对称应力问题，可直接引用第5讲所获得的应力和位移的一般性解答。
但是，由于圆筒和无限大弹性体两者的组成材料不同，不符合均匀性的基本假定，因而不能用同一个函数表示其解答。
r
R
q
,E
，无限大弹性体解答中的系数为A B C 、、。
A C A C 、、、。
2. C
r R
q ,E
2. C
r R
q ,E
…… ③
讲轴对称应力状态下位移的一般性
8
.)
n 1
n ,E ,E
r
R
9
位移单值条件：对于多连体，采用应力法（或应力函数法）求解时需要考虑；
边界条件：包括位移边界条件和应力边界条件； 应力的有限值条件：包括无穷远处应力为零的条件和坐标原点处应力有界的条件； 界面条件：即交界面上的接触条件。
轴对称应力问题定解条件的汇总：。