曹瑞琅，王玉杰，赵宇飞，皮进，2，姚文博，

（1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038；

2.北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100091；3.北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044）

无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构数值建模方法研究

曹瑞琅1，王玉杰1，赵宇飞1，皮进1，2，姚文博3，

（1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038；

2.北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100091；3.北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044）

无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构是有压水工隧洞采用的一种新型衬砌型式，因结构体系受力机理较复杂，造成结构设计存在困难。为此，本文首先根据无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构受力特征分析其数值建模的关键点；然后，提出相应的建模方法：通过设置接触关系实现模拟围岩对衬砌不同的约束作用，利用等效荷载和实体模型相叠加的方法模拟锚索变化的预应力状态，采用梯度荷载分段施加方式模拟预应力损失的非线性分布；最后，基于有限差分软件FLAC3D，以小浪底有压排沙洞为工程案例建模分析，选取衬砌变形、衬砌局部和整体预应力效果、受力最不利位置和衬砌薄弱环节潜在破坏特征等最能反映预应力衬砌结构力学特性的四个方面，将数值计算结果与监测数据对比分析，验证了本文建模方法的正确性。研究表明，本文提出的建模方法原理明确、建模快捷、结果可靠，对工程设计具有指导意义。……