水利工程建筑材料论文提纲

2022-11-15

论文题目：农业引水隧洞喷膜防水复合衬砌结构力学特性研究

摘要：农业引水灌溉工程很大程度改善了我国水资源时空分布不均和水资源量不足对农业发展限制的问题。在“十三五”期间,我国建设了大量水利工程以不断提高农业供水和节水能力,加强了我国骨干水利设施体系,夯实了农业基础,未来国家还将继续加快推进节水供水水利工程建设。在农业水利工程中,农业引水隧洞对水资源优化调配有着重要作用,但引水隧洞的渗漏水问题是长期困扰工程界的难题。目前传统防水型式的引水隧洞存在诸多弊端,随着喷膜防水技术的应用,对农业引水隧洞复合衬砌结构的发展也是一大革新。如今喷膜防水技术虽已成功应用于一些地下结构工程,但在设计中仍没有充分考虑复合结构的作用,主要是因为针对复合衬砌结构力学特性、设计原则和数值模拟方法等方面的研究还不够深入。本文依托江西北部地区某新建抽水蓄能电站,采用现场勘察、理论分析、数值模拟相结合的方法,综述了喷膜防水技术在地下工程的应用,探究了喷膜防水引水隧洞的数值分析方法,研究了农业引水隧洞复合衬砌结构受力变形特征和结构设计优化,主要研究内容及成果如下:（1）根据农业引水隧洞结构设计规范和材料力学相关理论,防水膜可以避免空腔、脱落、刺破、搭接不良和挤压破坏等施工过程中的损坏,确定复合衬砌结构横截面上的应力分布规律,传统防水引水隧洞复合衬砌结构类似叠合梁受力,喷膜防水引水隧洞复合衬砌因防水膜具有双面粘结性而类似于组合梁受力,且不同结构层间的应力分布特征受防水膜界面特性和复合程度大小的影响明显。（2）基于有限差分软件FLAC3D的不连续性分析理论,引入FLAC3D内置接触面单元对引水隧洞复合衬砌结构层间的防水层进行模拟,能可靠模拟防水层在结构层间的压应力、切应力和剪应力传递,并能反映初支、防水层和二衬间的相互作用,证明接触面单元模拟复合衬砌结构层间不连续变形是有效可行的,这为喷膜防水引水隧洞复合衬砌结构力学特性的研究提供了一种新思路。（3）依托工程实际采用FLAC3D建立引水隧洞仿真模型,在数值仿真中反映出防水膜在复合衬砌结构中能传递压应力、拉应力和切应力,其双面粘结性所产生的层间抗剪能力可一定程度上约束初支和二衬发生相对滑动,使不同结构层间更大程度协同受力、共同变形,从而提高复合衬砌结构承载能力;而且喷膜防水引水隧洞复合衬砌结构能承担更大的围岩荷载而使围岩释放更多应力,能更好的减小围岩位移变形,从而提高围岩稳定性;（4）依据18种不同工况引水隧洞的研究,一定程度上拓宽了喷膜防水引水隧洞的适用范围,结果显示合理减小复合衬砌厚度对围岩变形影响并不明显,对复合衬砌结构安全不会造成影响。因此,在喷膜防水引水隧洞复合衬砌结构设计中应根据工程条件考虑适当减小复合衬砌厚度以优化其结构设计,既能缩减隧洞开挖工程量,也能节约建筑材料,从而能较大节省引水隧洞开挖和支护成本,提高经济效益。

关键词：农业引水隧洞;喷膜防水;复合衬砌结构;力学特性;FLAC^3D

学科专业：农业生物环境与能源工程

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 选题背景

1.1.2 研究目的

1.1.3 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 农业引水灌溉现状

1.2.2 引水隧洞衬砌渗漏水病害研究现状