高温引水隧洞应力场分布的研究

研究高温隧洞在温度稳定时，达到热平衡条件下的温度场及其引起的温度应力与隧洞自重应力的耦合分布形式。通过应用弹性力学中无限长圆筒对称温度应力的解析解与有限差分软件对温度场的分析，得出温度场及隧洞径向应力σρ、环向应力σφ和轴向应力σz 的分布形式，表明在变温区，径向应力σρ呈先增大后减小趋势，环向应力σφ沿着洞径方向由拉应力变化为压应力，轴向应力σz沿着洞径方向为压应力增大。模拟温度应力与自重应力耦合作用下在隧洞水平边墙和洞室顶部的应力分布规律。表明在两个不同位置处的耦合应力分布明显不同，环向应力σφ在水平边墙处为压应力，且逐渐增大后趋于稳定，而在隧洞顶拱处为拉应力，逐渐变为稳定温度区的压应力。隧洞洞顶拱处的混凝土衬砌在耦合应力作用下处于拉应力状态，在环向拉应力作用下极易产生裂缝。