滲流作用下臨海導(dǎo)流路堤圍堰力學(xué)特性研究.pdf

1、在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,能源需求迅速增長(zhǎng)的今日,開發(fā)清潔環(huán)保能源是可持續(xù)性發(fā)展的基本要求。具有巨大潛力的核電能源是我們主要開發(fā)的新能源之一,它不僅可以促進(jìn)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí),而且可以加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展,增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力。特別是一次能源短缺的沿海、內(nèi)陸地區(qū),更有必要積極發(fā)展核電。因此,加快核電建設(shè)、積極發(fā)展核電是保障國(guó)家能源安全的需要,對(duì)中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)意義重大。
　　 本論文依托在建的遼寧紅沿河核電工程,結(jié)合其特點(diǎn)和實(shí)際情

2、況,對(duì)臨海導(dǎo)流路堤圍堰施工階段的滲流場(chǎng)演化和力學(xué)特性進(jìn)行研究,從圍堰方案確定到模型建立、從海浪海冰沖擊影響到防滲墻驗(yàn)算、從流固耦合到強(qiáng)度折減及其穩(wěn)定性計(jì)算進(jìn)行了全面的分析,將分析結(jié)果應(yīng)用并指導(dǎo)該實(shí)體工程,保證了導(dǎo)流路堤圍堰施工安全。具體內(nèi)容如下:
　　 1、綜述導(dǎo)流路堤圍堰工程國(guó)內(nèi)外研究成果,建立論文研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
　　 為了進(jìn)行遼東灣核電站取水導(dǎo)流工程施工階段滲流及力學(xué)特性研究,對(duì)國(guó)內(nèi)外導(dǎo)流工程的發(fā)展現(xiàn)狀、導(dǎo)流路堤

3、圍堰滲流機(jī)理研究、滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合研究以及土石圍堰防滲技術(shù)的發(fā)展等方面進(jìn)行了大量的調(diào)查研究工作。針對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在重點(diǎn)研究導(dǎo)流路堤圍堰工程、導(dǎo)流路堤圍堰滲流機(jī)理研究、流固耦合分析技術(shù)和導(dǎo)流路堤圍堰防滲方法等的基礎(chǔ)上,確立了研究思路與啟示,建立了研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線。
　　 2、確定取水口導(dǎo)流路堤圍堰方案,建立實(shí)體仿真空間模型
　　 紅沿河核電站取水工程取水量大,涉及向四臺(tái)百萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組供水及向核島提供安全廠用水,所

4、以取水的安全性、可靠性極為重要?？紤]簡(jiǎn)化設(shè)施降低造價(jià)等因素,需結(jié)合取水海域海岸線自然條件、工程水文地質(zhì)條件對(duì)導(dǎo)流路堤設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行導(dǎo)流路堤工程選擇、施工圍堰方案比選,確定取水口導(dǎo)流路堤圍堰方案及導(dǎo)流路堤圍堰防滲墻方案。同時(shí),通過采用有限元建模軟件,對(duì)導(dǎo)流路堤圍堰與海潮演化進(jìn)行了仿真建模,實(shí)現(xiàn)了針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況的取水口原始地形生成、取水口實(shí)體模型建立、取水口海潮變化仿真和導(dǎo)流路堤圍堰仿真空間建模。同時(shí)利用Sol

5、idWorks軟件和Midas\GTS軟件,開展了導(dǎo)流路堤圍堰與海潮演化仿真建模,實(shí)現(xiàn)了針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況的取水口原始地形生成、取水口實(shí)體模型建立、取水口海潮變化仿真和導(dǎo)流路堤圍堰仿真空間建模。
　　 3、臨海導(dǎo)流路堤圍堰滲流與海浪海冰沖擊影響
　　 利用Geo-Studio軟件和有限元模型建立,進(jìn)行導(dǎo)流路堤圍堰滲流特征分析、海水涌浪沖擊影響分析、海浪抽吸影響分析和海冰撞擊影響分析,初步建立了導(dǎo)流路堤圍堰防滲施工控制方法,

6、以及導(dǎo)流路堤圍堰防護(hù)施工方法。
　　 4、導(dǎo)流路堤圍堰穩(wěn)定性和防滲墻應(yīng)力分析
　　 濱海核電站導(dǎo)流路堤圍堰是保證取水建筑物干地施工的重要擋水建筑物,對(duì)防滲、結(jié)構(gòu)安全的要求高,滲流控制、變形穩(wěn)定控制、施工控制是導(dǎo)流路堤圍堰建設(shè)的關(guān)鍵問題,進(jìn)行導(dǎo)流路堤圍堰工程力學(xué)特性和穩(wěn)定性驗(yàn)算十分必要。針對(duì)導(dǎo)流路堤圍堰地基試驗(yàn)與穩(wěn)定性分析工況,開展臨時(shí)圍堰與導(dǎo)流路堤地基中砂試驗(yàn),選擇確定臨時(shí)圍堰與導(dǎo)流路堤計(jì)算內(nèi)容與地震輸入?yún)?shù),開展靜力條

7、件下導(dǎo)流路堤和臨時(shí)圍堰應(yīng)力分析、施工二期遭遇地震時(shí)導(dǎo)流路堤和臨時(shí)圍堰結(jié)構(gòu)分析、地基中砂的液化分析和極限平衡擬靜力法穩(wěn)定分析。
　　 5、導(dǎo)流路堤圍堰流固耦合力學(xué)特性分析
　　 取水導(dǎo)流工程海域地形地質(zhì)條件復(fù)雜,在取水口工程三維實(shí)體仿真建模的基礎(chǔ)上,開展導(dǎo)流路堤圍堰實(shí)體滲流分析,以及流固耦合力學(xué)特性分析,可以深入分析更接近工程實(shí)際情況,揭示施工階段的導(dǎo)流路堤圍堰穩(wěn)定性。在形成滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合有限元方法和導(dǎo)流路堤圍堰流固耦

8、合有限元模型建立的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了導(dǎo)流路堤圍堰滲流規(guī)律分析、導(dǎo)流路堤圍堰流固耦合力學(xué)特性分析。
　　 6、圍堰邊坡強(qiáng)度折減及地震影響穩(wěn)定性分析與圍堰施工階段監(jiān)測(cè)與檢測(cè)
　　 通過Phase2D軟件和有限元強(qiáng)度折減與地震響應(yīng)分析方法,進(jìn)行了導(dǎo)流路堤圍堰有限元強(qiáng)度折減穩(wěn)定性分析和圍堰施工階段地震影響穩(wěn)定性分析。對(duì)導(dǎo)流路堤圍堰進(jìn)行有限元強(qiáng)度折減穩(wěn)定性分析與圍堰施工階段地震影響穩(wěn)定性分析,并針對(duì)導(dǎo)流路堤圍堰工程施工測(cè)量控制和測(cè)量檢