水利水电工程概论课件-习题2-埋管设计.ppt

某某地地下下高高压压钢钢管管D=4mD=4m，，衬衬砌砌厚厚，，水水头头H=200mH=200m 初初始始温温度度15°C15°C，，通通水水后后稳稳定定温温度度4°C4°C，，不不进进行行灌灌浆浆围围岩岩弹弹模模，，泊泊松松比比μμr r；；砼砼Ec=21GPaEc=21GPa，，μμc c；； 钢钢 衬衬 Es=210GPaEs=210GPa，， μμs s，， 热热 膨膨 胀胀 系系 数数α=1.2×10α=1.2×10−5 5/°C/°C，， [σ]=120MPa[σ]=120MPa，， 焊焊 缝缝 系系 数数φ=0.9. φ=0.9. 按按平平面面应应变变考考虑虑，，根根据据上上述述条条件件，，试试计计算算施施工工缝缝隙隙分分别别取取1mm1mm和和时时钢钢衬衬厚厚度度δδ和和围围岩岩弹性抗力弹性抗力p p0 0钢衬的冷缩缝隙钢衬的冷缩缝隙 ΔΔ1 1=α=αs s(1+μ)rΔt=1.2×10(1+μ)rΔt=1.2×10−5 5×(1+0.3)×2×(15×(1+0.3)×2×(15−4)4)=3.432×10=3.432×10−4 4 m m初始缝隙初始缝隙 Δ=1.0×10Δ=1.0×10−3 3+3.432×10+3.432×10−4 4=1.3432×10=1.3432×10−3 3 m m钢衬的最大径向位移钢衬的最大径向位移 [σ]φr/E′=[σ]φr(1[σ]φr/E′=[σ]φr(1−μμ2 2)/E)/E=120×10=120×106262)/2.1×10)/2.1×101111=9.36×10=9.36×10−4 4 m m 。

因因Δ>[σ]φr/E′Δ>[σ]φr/E′，围岩没有，围岩没有提供抗力即围岩抗力提供抗力即围岩抗力p p0 0=0.=0.1 1、围岩抗力、围岩抗力2 2、钢衬厚度、钢衬厚度当施工缝隙取时当施工缝隙取时, ,初始缝隙初始缝隙 Δ=2×10Δ=2×10−4 4+3.432×10+3.432×10−4 4=5.432×10=5.432×10−4 4 m m钢衬的最大径向位移钢衬的最大径向位移 [σ]φr/E′=[σ]φr(1[σ]φr/E′=[σ]φr(1−μμ2 2)/E)/E=120×10=120×106262)/2.1×10)/2.1×101111=9.36×10=9.36×10−4 4 m m 此时此时ΔΔ＜＜[σ]φr/E′[σ]φr/E′，围岩与钢衬联合承载围岩与钢衬联合承载r r1 1=2m, r=2m, r3 3=2.6m, Δ=5.432×10=2.6m, Δ=5.432×10−4 4 m, m,P=200×9.8×10P=200×9.8×103 3K K0 0=E=Er r/100(1+μ/100(1+μr r)=1.04×10)=1.04×109 9/100(1+0.25)=8.32×10/100(1+0.25)=8.32×106 6PaPa。