地下洞室群围岩稳定分析

本文介绍了大型地下洞室群围岩稳定分析的基本方法,包括洞室群开挖的有限元分析、锚固支护的数值模拟以及洞室群围岩破坏区的评价指标。运用面向对象的思想,开发了一套地下洞室群有限元分析结果的可视化系统,为地下洞室围岩稳定分析的结果整理、方案评价以及大型地下结构有限元分析软件的最终形成提供了有力手段。     

敦化抽水蓄能电站输水发电系统勘察重点探析

回顾敦化抽水蓄能电站前期工程地质勘察工作,梳理分析输水发电系统的勘察重点,主要包括:地下厂房位置及轴线的选择、地下厂房洞室群围岩稳定分析、地应力与岩爆评价、高压管道和岔管段围岩渗透特性研究、高压管道衬砌形式选择等。     

变截面洞库围岩稳定性的三维数值模拟

根据D rucker-Prager屈服准则,使用三维有限元数值分析方法,研究了某地下洞室变截面开挖过程中引起的围岩变形规律和岩体稳定性。分析结果表明,在Ⅱ级围岩中洞室变截面开挖岩体是稳定的,岩体变形值较小;但在Ⅲ级围岩中,变截面处围岩出现明显的塑性区,且塑性区的范围随着扩大断面跨度的增大而扩大。模拟结果为此类地下洞室的开挖支护设计和施工提供了重要的理论依据。     

岩滩水电站地下厂房洞室群围岩稳定性分析

随着我国水利水电工程的发展,出现了许多的大跨度、高边墙地下洞室,洞周围岩的稳定性是设计和施工过程中关注的关键问题之一。根据岩滩水电站扩建工程地下厂房洞室群的布置情况,结合洞室围岩地质条件,采用FLAC^3D程序建立了数值分析模型。对施工开挖过程进行了模拟,研究了洞室群围岩开挖后的位移场、应力场和塑性区的分布特征,揭示了应力集中部位和围岩潜在破坏部位的分布规律。分析结果表明断层切割、洞室交叉是影响洞周围岩稳定性的主要因素,未与洞室切割的岩脉对洞周围岩稳定性影响不大。最后综合评价了洞室的稳定性,得到了一些有益结论。     

大型地下水封洞库主洞室稳定性研究

地下洞室的稳定性问题是地下洞室设计、施工所需面对的一个核心问题,通过对洞室围岩稳定性进行分析,可以了解洞室开挖后围岩的应力重分布状态、变形情况,分析出洞室围岩是否发生塑性变形及塑性区范围,为洞室的尺寸、轴线方向、洞室间距等设计及洞室开挖方法及顺序提供参考。采用数值计算方法对大型水封石油洞库的一个主洞室进行分析,模拟实际的开挖工序,分析了不同等级岩体内不同截面形状、不同截面尺寸地下洞室围岩的应力、变形分布情况及其稳定性。     

露天－地下联合开采地下洞室群围岩

主要研究永平铜矿在露天—地下联合开采期间,洞室群围岩在工程地质因素以及开挖、采矿、露天爆破、地应力等复杂条件作用下的状况。针对实际工程中存在的诸多模糊信息,利用层次分析法来建立综合评判体系,并运用模糊数学将定性和定量指标权重进行评价,最后由模糊矩阵得出了影响地下洞室群稳定性的主要因素和在各种影响因素下洞室群的岩体级别。     

龙滩水电站地下厂房洞室围岩弹塑性数值分析

根据龙滩水电站地下厂房的工程地质条件与开挖设计，采用二维弹塑性有限元法对地下洞室群围岩进行了数值模拟计算，研究了开挖过程中及完成后围岩的变形与应力、各洞室之间的相互影响，提出了设计与施工建议。     

大型洞室施工期稳定性分析

根据施工期监测资料对某地下电站洞室岩石力学参数及地应力采用非线性二维有限元进行验证计算。在此基础上对开挖围岩的应力与变形进行了分析，研究了不同开挖顺序及喷锚支护等措施对围岩开挖位移与应力的影响。最后对地下厂房洞室围岩的整体稳定性作出评价并提出最优开挖加固方案。     

基于岩体质量分级和三维激光数字测量的大型洞室稳定性分析

针对某大型洞室的稳定性分析问题,通过应用Q岩体稳定性分级及Mathews图表法,对洞室围岩体进行稳定性分级,并应用三维激光数字测量系统对不同稳定性区域进行量测,探测不同围岩体稳定性区冒落面积和冒落体积,在此基础上应用FLAC~(3D)动态分析不同围岩稳定等级,及其围岩应力-位移-塑性区分布空间状态,研究结果表明:该方法能够准确获取洞室三维形态、空间位置、围岩体冒落面积、冒落体积以及不同围岩稳定性等级、开挖过程塑性区分布空间状态,研究结果为大型洞室支护参数设计与优化提供了基础数据。     

大型洞室施工期稳定性分析

根据施工期监测资料对某地下电站洞室岩石力学参数及地应力采用非线性二维有限元进行验证计算。在此基础上对开挖围岩的应力与变形进行了分析,研究了不同开挖顺序及喷锚支护等措施对围岩开挖位移与应力的影响。最后对地下厂房洞室围岩的整体稳定性作出评价并提出最优开挖加固方案。     

某大型地下硐室不良地质体变形及控制措施研究

某地下硐室群地质条件复杂,根据前期地质勘探揭露的地质资料,该硐室区存在大量的不良地质体( PH 条带)。 通过不同的计算分析方案,采用三维有限元数值分析软件 MIDAS-GTS / NX,精确模拟了 PH 条带等大型地质 结构面,研究地下硐室开挖过程中 PH 条带宽度与围岩变形及塑性区分布特征,并在此基础上对硐室群进行加强支护 等措施。 结果表明:地下硐室群的围岩稳定性与不良地质体的厚度有关,即 PH 条带宽度越大,对硐室群围岩稳定性 影响越大。 数值模拟结果较好地体现了不良地质体对围岩稳定性的破坏特征,可为制定大型地下硐室群的开挖设计 和支护措施提供较好的科学依据。     

某大型地下硐室群稳定性分析及加固技术研究

某大型地下硐室群作为历史文物存续时间一般有数百年甚至千年，其安全等级不同于一般岩体工程，在各种因素影响下，大型硐室群岩体结构稳定性减弱，强度降低，最终导致岩体失稳、损坏，因此对其 进行岩体稳定性分析和加固十分必要。该大型地下硐室群建设工程属于大型地下岩体开挖工程，岩体工程开挖前，通过工程地质调查显示，硐室群岩体整体稳定性较好，通过稳定性经验评价法对其进行了稳定性分析 ，发现硐室群整体稳定性好。在此基础上，采用三维数值仿真模拟计算方法对硐室群整体稳定性进行了评价，计算结果与工程地质调查、稳定性经验评价法的判断结果基本吻合，大型硐室群开挖后围岩总体上处于稳 定状态。针对硐室内局部有断层破碎带和局部块体存在失稳隐患，提出了以“锚杆与注浆、浇筑混凝土相结合”的锚网喷为主的加固方案，有有效确保了其安全稳定。     

小浪底地下洞室群施工顺序优化分析

应用作者近年来在岩体动态施工力学方面的研究成果，从岩体稳定角度出发，考虑现场施工的约束条件，采用将人工智能语言与有限元程序结合起来的智能化系统，对小浪底水利工程地下厂房洞室群施工顺序做了优化分析，克服了以前动态规划每级计算中只考虑开挖１个分块的缺陷，在众多可能方案中，得到６种优化方案．经比较，每种方案都比原方案围岩稳定性有较大提高，对实际工程具有参考价值．     

锦屏二级水电站地下厂房围岩稳定分析

锦屏二级水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙地下洞室群,工程区地质条件较复杂,节理发育,断层较多,高边墙及洞室间岩柱的稳定性是洞室设计的关键.采用FLAC3D软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,为洞室设计提供了科学依据与技术指导.     

水利水电工程地下洞室围岩稳定性分析评价方法研究

主要对目前使用的地下洞室围岩稳定性分析评价方法进行了系统的阐述。     

惠州抽水蓄能电站输水隧洞洞轴线走向优化研究

随着抽水蓄能电站工程建设的不断增多,抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性越来越受到重视.而洞室洞轴线走向选取是否合理将直接影响洞室的开挖进度和安全.洞室布置除了要满足功能要求外,还要充分考虑结构面产状等多方面的因素.当洞室穿越断层、节理等破碎带时,要尽可能让洞室不同结构面组合成的围岩关键块体达到最小.对于上述问题,该文基于Unwedge程序的工作原理,以广东惠州抽水蓄能电站输水隧洞为例,运用此程序,考虑输水隧洞计算区域内不同区段不同结构面组合在不同洞室走向条件下围岩关键块体的大小,评价隧洞围岩稳定性,提出了输水隧洞的合理走向.     

三维渗流有限元法在地下厂房防渗系统有效性评估中的应用

应用渗流场三维有限元分析方法,对密集排水孔复杂渗流水力行为进行直接精细模拟,对某地下厂房厂区洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元求解分析,对其防渗排水系统效果进行了评估。计算表明,该防渗排水系统具有强大的排水能力,同时在其外侧的防渗帷幕也具有很强的防渗抗渗能力,在工程投资范围内该防渗排水系统能够消除绝大部分地下水对地下厂房结构安全的影响,对工程有效防渗,地下厂房的建设和维护有着重大的工程意义。     

数控真三维梯度加载模型试验系统的研制及应用

为模拟深部地下洞室所处的非均匀三维地应力状态,研制了一种大型数控真三维梯度非均匀加载模型试验系统。该系统包括梯度非均匀加载装置、加载反力装置和数控加压系统。梯度非均匀加载装置分为6个加载面,其加载量值由其所处模型位置决定,并由数控加压系统控制施加。数控加压系统采用人机交互系统控制加载,实现模型加载过程的自动化、可视化和智能化。该系统能模拟真三维非均匀的真实地应力状态,并可据此研究深部地下洞室围岩的非线性变形特征,进而可更合理地评价地下洞室围岩的稳定性。将该系统应用于注采气压变化条件下的盐岩地下储气库稳定性模型实验,成功获得了在不同稳压阶段及不同注采气速率下的围岩变形收敛规律,发现了低压与稳压时间过长对储库稳定性的不良影响;得到了储气库安全运营的最低限制(4 MPa)。通过实验表明,该系统能真实有效模拟围岩应力状态,控制直观方便,可广泛应用于深部洞室大型地质力学模型实验中。     

湛江某地下水封洞库涌水量估算与分析

采用常规的水文地质比拟法、经验解析法以及应用FLAC3D所进行的数值模拟分析等多种方法,同时引入了考虑多个平行洞室的渗流量计算方法,对广东湛江某地下水封洞库工程中洞室群的涌水量进行了估算预测,并对这些方法和计算的结果进行分析对比。分析对比表明,水文地质比拟法由于目前缺失必要的工程实践资料,尚不具备应用条件;经验解析法和水动力学法考虑多个平行洞室的渗流量计算方法由于难以获得裂隙岩体的综合渗透系数,对施工初期的涌水量计算是不真实的,但对运营期长期稳定涌水量的计算比较准确;而数值模拟法能够比较充分地模拟出围岩含水介质的水动力学特性和特定的边界条件。分析对比同时表明,地下洞室在符合地下水以侧向补给的条件下,采用二维水文地质模型简化按经验解析法与采用三维数值模拟的结果基本一致。     

大型地下洞室围岩稳定的三维有限元分析

使用三维有限元数值分析方法,研究了某大型水电工程大跨度、高边墙地下厂房围岩应力场的分布规律,预测了开挖后围岩破坏区的分布范围及最大变形量,评价了厂房的围岩稳定性。