地下廠房下部結構三維有限元分析

曾 銳，李經緯

（上海勘測設計研究院有限公司，上海200434）

地下廠房下部結構三維有限元分析

曾 銳，李經緯

（上海勘測設計研究院有限公司，上海200434）

本文結合厄瓜多爾TP水電站工程實例，采用國際通用有限元軟件ANSYS，建立地下廠房蝶閥層以下結構三維有限元模型。依據美國ACI 318等規范及技術標準，著重考慮尾水管、集水井內外水壓力，研究地下廠房下部結構的整體受力狀態，對應力、位移等計算成果做出評價，并通過應力成果對結構進行配筋分析和計算，可為其他相關工程提供設計參考依據。

地下廠房；下部結構；三維有限元；配筋

1 概況

TP水電站位于厄瓜多爾境內，二級地下廠房規模為66.4 m×27.3 m×47.4 m（長×寬×高），裝機204 MW，設計水頭233 m，引用流量100 m3/s。從進場交通洞開始依次布置副廠房和主廠房，副廠房下游側布置安裝間，主變設在主廠房內，緊靠發電機組下游側布置，設3臺13.8/230 kV升壓變壓器，開關站為地面開敞式，出線等級為230 kV，站內設有出線等設備，與國家電網連接。主廠房共3臺機組，機組間距16 m，發電機層高程744.00 m，機組安裝高程738.00 m，水輪機層高程732.00 m，蝶閥層高程729.00 m。地下廠房圍巖以安山巖及巖屑凝灰巖為主，圍巖類別主要以III類為主，上覆巖土體厚度約為191 m。本文采用有限元分析軟件ANSYS對地下廠房蝶閥層以下結構進行三維有限元數值仿真分析，以期為工程設計提供參考。

2 計算模型與參數

2.1 計算模型

以蝶閥層729.00 m高程以下結構（包括蝶閥基礎、尾水管以及集水井）進行建模分析，計算模型深度取1～2倍控制段高度，此次計算模型底部取至704.70 m高程。……