近几十年来,我国的水电建设取得了长足进展,同时也提出了大量新的课题。高水头、大容量的钢筋混凝土岔管的设计分析就是其中之一。目前,地下钢筋混凝土岔管的设计准则尚不完善,要完全从理论上探讨清楚具有相当的难度,人们对其工作状态也并不完全了解。因此,研究高压大型地下钢筋混凝土岔管的工作性态,对我国大型抽水蓄能电站的建设以及完善相应的设计准则是大有裨益的。为此,本文主要做了以下几方面的工作: 1.从有压隧洞最小覆盖厚度入手,对现有确定水工隧洞最小覆盖厚度的准则作了评价,为地下钢筋混凝土岔管的埋深布置提供了理论依据; 2.对地下岔管结构设计中的一些问题,包括衬砌形式的选择、围岩与衬砌的相互作用问题、内外水压力问题以及限裂设计问题都做了一定的探讨;其中重点研究了衬砌的限裂设计问题。 3.在大型通用有限元分析软件ANSYS的基础上,提出了地下钢筋混凝土衬砌结构的非线性有限元计算模型,该模型能考虑围岩和混凝土材料的非线性性质,即模拟随荷载增加衬砌裂缝开展和围岩塑性变化的过程,以及混凝土开裂后的工作性状,对于计算大型钢筋混凝土结构能够取得较好的效果。 4.通过对无锡马山抽水蓄能电站工程钢筋混凝土岔管的计算分析,对钢筋混凝土岔管在不同工况下的工作性态进行了研究,为工程建设提供了合理的参考意见,也为完善地下岔管结构的计算理论和计算方法提供了参考。 5.借助系统分析中的敏感性分析方法,结合无锡马山抽水蓄能电站工程,对岩体参数影响地下工程的计算结果进行了敏感性分析,通过对不同参数敏感度因子的比较,区分主要敏感参数和次要敏感参数,为采取合理的工程加固措施和试验方案优化提供了依据。