考虑洞室开挖效应的地下厂房岩锚梁稳定性分析与评价

地下厂房建设过程中,岩锚梁作为重要建筑物,其安全稳定性一直备受关注。以乌弄龙水电站地下厂房为例,采用FLAC3D软件中的interface单元模拟岩锚梁与岩壁接触面,并考虑厂房开挖和支护与岩锚梁安装和运行的全过程。分别在岩锚梁与岩壁接触面的竖直面胶结完好、开裂两种工况下,计算分析乌弄龙地下厂房岩锚梁在运行期的稳定性,并结合监测数据进行了对比分析。结果表明,interface单元能很好地反映岩锚梁与岩壁接触面的开裂性能;岩锚梁与岩壁接触面的竖直面胶结程度对接触面上应力分布、岩锚梁受拉锚杆轴力、岩锚梁整体抗滑稳定性均有重要影响。     

白鹤滩水电站岩壁吊车梁补强加固措施及稳定性分析

受复杂地质条件和高地应力的影响,白鹤滩水电站右岸地下厂房下游侧岩壁吊车梁开挖成型较差,岩台缺失率较高。为此,根据其实际开挖成型情况,提出两种补强加固措施,并采用有限元法对补强加固措施进行复核计算,验证补强加固设计的合理性。基于原型观测成果,分析岩壁吊车梁锚杆、岩壁吊车梁与岩壁结合面情况和岩壁围岩变形情况,对补强加固措施进行安全稳定性分析。结果表明,岩壁吊车梁锚杆应力未超过设计值,安全系数在合理范围内;岩梁与岩壁结合面开合度最大值分别为0.17、0.12mm,岩梁、附壁墙与岩壁基本呈压应力;岩壁围岩变形基本趋于稳定;荷载试验期间,各监测数据增量都较小。可见岩壁吊车梁补强加固措施设计安全合理。     

白鹤滩水电站左岸地下厂房岩壁吊车梁承载特性分析

岩壁吊车梁是地下厂房重要的支撑结构,其安全稳定性尤为关键。基于原型观测结果,分析了受到洞室开挖卸荷作用和吊车荷载作用下岩梁锚杆受力、岩梁与围岩结合面情况和围岩变形情况,对岩壁吊车梁进行承载特性分析和安全稳定评价。结果表明,围岩开挖卸荷引起岩体较大的深部变形和应力调整,岩梁锚杆应力水平较高,在开挖完成后,各监测数据趋于稳定;锚杆应力值、锚索荷载未超过设计强度;岩梁与岩壁最大开合度1.24mm;岩梁荷载试验期间,各观测数据增量均较小。总体上,岩壁吊车梁安全稳定,能够满足生产运行要求。     

高地应力地下厂房岩壁吊车梁结构安全性分析

对于高地应力区地下厂房，岩壁吊车梁浇筑完成后下部厂房洞室开挖可能会对吊车梁产生不利影响。对此，采用三维弹塑性有限元法分析了某地下厂房岩壁吊车梁施工期和运行期应力变形、梁体锚杆受力及梁体的稳定性。结果表明，在高地应力场中，岩壁吊车梁会产生较大变形，梁体和岩壁结合面会出现较大的拉应力，在吊车梁浇筑完成后的3期内梁体应力变形增大，随着开挖部分远离梁体，梁体应力变形变化趋于平缓，梁壁结合面安全系数增大，为类似工程中吊车梁浇筑和洞室施工提供了参考依据。     

岩体流变对岩壁吊车梁锚杆应力的影响

流变是岩体的固有力学性质,对地下厂房开挖和运行的安全稳定性具有重大影响。但岩壁吊车梁设计时多采用仅考虑岩壁吊车梁自身所受荷载的刚体极限平衡法,忽略了围岩变形尤其是岩体流变变形的影响。因此,结合某水电站地下厂房工程,建立地下厂房系统有限元模型,基于岩体Drucker-Prager弹塑性本构关系和考虑时间硬化的等效流变原理,研究了地下厂房开挖过程和正常运行10年后岩体流变对岩壁吊车梁锚杆应力的影响。结果表明,在地下厂房正常运行10年后下游顶部第一排受拉锚杆在长度6.72 m处应力值达317.83 MPa,随着地下厂房运行时间的延长,岩壁吊车梁锚杆应力值逐渐变大,但应力变化速率逐渐减小,有必要采取工程措施,以便防止随着时间的延长岩体流变量逐渐增长,从而使岩壁吊车梁锚杆发生屈服。     

岩体结构面和蚀变对地下厂房岩壁吊车梁的影响分析

岩壁吊车梁是地下厂房中常见的承载构件，由于直接支承在围岩上，岩壁吊车梁的稳定性受围岩地质条件影响较大。以丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房岩壁吊车梁为例，通过对地下厂房岩体结构面特征、岩体蚀变效应及岩壁吊车梁原位观测资料进行深入解析，阐释了岩壁吊车梁锚杆应力和围岩变形的分布规律，并深入分析了吊车梁锚杆应力同围岩变形、地质条件、施工进程等之间的关联，解译了岩壁吊车梁锚杆应力和围岩变形偏大的原因，最终揭示了岩体结构面和蚀变对岩壁吊车梁稳定性的影响机理。研究结果可为岩壁吊车梁结构设计、施工组织和安全论证提供技术支撑，具有实际工程意义。     

漫湾电站地下厂房岩壁吊车梁有限元计算

采用ABAQUS有限元计算软件,建立了地下厂房岩壁吊车梁运行期的有限元分析模型,分别计算了8种吊装工况下的模拟计算分析,超载模拟50%.计算分别给出吊车梁的内力和位移,以及吊车梁与围岩的开合值、锚杆的内力、围岩的位移,并与试验结果进行对比分析.通过计算分析,可以了解吊车梁的超载能力及安全稳定性,同时也为今后的吊车梁的设计提供帮助.     

漫湾电站地下厂房岩壁吊车梁有限元计算

采用ABAQUS有限元计算软件，建立了地下厂房岩壁吊车梁运行期的有限元分析模型，分别计算了8种吊装工况下的模拟计算分析，超载模拟50％。计算分别给出吊车梁的内力和位移，以及吊车梁与围岩的开合值、锚杆的内力、围岩的位移，并与试验结果进行对比分析。通过计算分析，可以了解吊车梁的超载能力及安全稳定性，同时也为今后的吊车梁的设计提供帮助。     

某水电站地下厂房岩锚吊车梁三期浇筑可行性分析

针对中-高地应力的西部地区水电站地下厂房岩壁吊车梁的浇筑时机对自身受力和变形影响较大,基于西部某水电站地应力反演,采用弱化单元和接触单元模拟岩锚梁与围岩接触部位之间特殊的力学行为,并结合开挖方案对不同阶段浇筑岩梁的受力和变形进行了计算分析.计算结果表明,该水电站地下厂房岩锚梁结构的三期浇筑可行有效,且能大幅降低施工难度,缩短施工工期.     

大升程碾压混凝土翻升模板施工安全特性研究

针对碾压混凝土6.2m翻升模板施工工艺的安全问题,基于有限元原理,借助ADINA软件建立大模板整体结构三维有限元模型,模拟了碾压混凝土模板在各浇筑时间荷载工况下的形变和应力最大值,并以澜沧江乌弄龙水电站碾压混凝土工程组合大模板为例,获取现场浇筑中应变试验实测值与有限元模拟结果进行对比。结果表明,6.2m模板满足施工安全性要求,基于三维有限元仿真分析模板变形量和应力符合安全性要求并未超出设计容许值,结合现场试验实测数据也验证了有限元分析的准确性和有效性,可为其他大模板安全施工提供借鉴。     

某沥青混凝土心墙堆石坝变形特性分析

高坝大库水电站中沥青混凝土心墙堆石坝所处地形地质环境复杂、心墙单薄、荷载大、应力水平高以及大坝渗流与变形机理复杂,因而大坝的运行安全掌控与评价难度很大。为此,结合已建的某高沥青心墙堆石坝工程,研究原型观测特性及三维应力变形规律,并将数值模拟结果与原型观测数据进行比较。结果表明,坝体最大沉降为1.56m,发生在约为坝体1/2高程处,最大沉降约为坝高的1.2%;大坝变形特性符合心墙堆石坝变形的一般规律,大坝右岸沉降变形较左岸大,整体而言,大坝变形趋于稳定,数值模拟与原型观测数据基本一致。     

库水位变化条件下堆积体滑坡变形特征及稳定性分析

为研究库水位变化条件下堆积体滑坡的变形特征及稳定性,以三峡库区某典型堆积体滑坡为例,结合已有的监测资料,分析了变形与时间、变形与水位之间的变化规律,并采用FLAC二维数值模拟方法,建立了数值模型,分析了库水位变化条件下滑坡内的应力应变情况。结果表明,库区回水对滑坡的变形和稳定性影响巨大;二维数值计算的变形位移场与现场监测的位移基本吻合,说明数值计算可以较好地模拟库水位变化条件下的堆积体应力应变情况。     

公伯峡面板堆石坝三维应力变形有限元分析

基于邓肯-张E-B模型,对公伯峡面板堆石坝进行了应力变形三维有限元仿真计算,获得了其竣工期及运行期的应力变形分布规律,并将运行期的计算结果与实测成果进行了对比分析,进一步探讨了公伯峡面板堆石坝运行期面板的应力变形特性,所得成果具有实际应用价值。     

输水隧洞施工过程数值模拟及参数反演

分析围岩稳定、确定合适的支护方案需确定真实的围岩参数,但开挖前很难确定围岩的参数和支护的具体方案。为此,利用有限元法模拟爆破产生的松动圈、松弛圈的状态,并结合某实际工程,分析了围岩在施工过程中的位移变化和应力变化,根据实测的收敛变形对弹性模量进行反演。结果表明,数值模拟计算值与现场实测数据拟合度较高,反演出的围岩参数可信,为施工期的安全监测和稳定运行提供了参考依据。     

考虑流固耦合的泵站压力管道激振特性有限元分析

为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工况下压力管道的振动模态及位移变形规律,揭示压力管道的主要振动变形特性。结果表明,在多种运行工况下,压力管道弯管段和大小管连接段振动比较明显,且高阶模态的振型振幅高于低阶模态,不易被激振的出水管随着阶次的增高也逐渐产生振动变形。经DASP测试系统现场振动监测表明,数值模拟结果与现场测试结果吻合良好。该结论可为高扬程泵站压力管道避振、减振优化设计提供技术支撑,也为同类泵站工程的更新改造设计和安全运行提供理论依据。     

某隧道围岩参数反演分析及实时施工应用

以某隧道监测到的隧道围岩位移变形数据为依据,选取围岩岩体的弹性模量E与初始地应力侧压力系数K作为反演参数,采用黄金分割法和FLAC3D数值模拟对隧道洞口浅埋段及洞身段围岩进行位移反分析优化计算。在此基础上将反分析得到的围岩力学参数应用于掌子面前方围岩变形的数值模拟计算,将其结果与隧道施工中监控量测结果进行对比,验证了位移反分析在隧道施工中实时应用的可行性,并将拱顶沉降量的预测结果用于设定围岩开挖的预留变形量,通过控制超挖量,减少喷射混凝土用量,节约工程成本。     

汽轮机低压外缸强度分析中的自由度耦合方法

建立了实体单元、壳单元和梁单元三类单元节点自由度耦合计算模型,并通过与全实体模型的对比验证了计算的精确性.将节点自由度耦合方法应用于汽轮机低压外缸的强度和屈曲计算分析中,建立了两套包含实体单元、壳单元和梁单元三类单元的汽轮机低压外缸模型.经过计算,得到了额定负荷稳态工况下汽轮机低压外缸的位移场、应力场、屈曲放大系数以及屈曲模态.通过对比分析计算结果,验证了不同类型单元节点自由度耦合方法用于复杂结构强度计算中的正确性.     

CCS水电站地下厂房施工过程中围岩稳定性分析

CCS水电站地下厂房由主厂房和主变室组成,为超大断面地下洞室,其开挖过程中围岩应力、变形等特征决定着地下厂房施工和运营过程中的安全性和可靠性。通过分析工程地质条件,选取#8机组剖面建立地质概化模型,采用有限元程序Phase 2建立数值分析模型,基于弹塑性本构关系对施工开挖和支护进行数值模拟,研究开挖过程中围岩变形场、应力场及塑性区的分布及变化特征。结果表明,洞室顶拱的变形和应力集中主要产生在当层开挖,后续开挖对其影响较小,围岩趋于稳定;主厂房、主变室洞周岩体均呈现出向岩体内延伸的塑性区,塑性区岩体的破坏以剪切破坏为主;锚杆和喷混凝土支护对围岩的变形影响较小,对围岩的应力集中、拉应力区和塑性区有一定程度的改善。该研究结论和方法为地下厂房的施工开挖和支护设计提供了参考。