非洲某水电站厂区三维渗流分析

结合水电站厂区的水文地质条件、枢纽布置、防渗体系布置等,开展了电站厂区的三维渗流场分析,评价了厂区防渗体系的有效性,并提出了优化方案。计算结果表明:厂区现有防渗体系渗控效果明显,总体合理有效;厂区上部排水系统处于计算干区,高高程排水孔幕的间距可适当加大;现有防渗体系存在渗漏通道,可进一步优化。     

基于围岩松动圈的地下工程参数场位移反分析

 受爆破松动影响,地下洞室开挖后围岩强度会有所降低,根据松动损伤程度将其视为一个连续的三维“参数场”。由围岩松动圈的形成机制,分析地下洞室开挖后松动圈的计算方法,提出考虑松动圈的围岩参数场增量位移反分析法。针对岩土工程反分析计算量巨大的实际问题,对反演计算过程进行了基于MPI的主从式并行框架改进,运用计算机集群网络进行并行计算,减少了迭代计算次数和计算耗时,极大地提高了计算效率。通过对溪洛渡水电站右岸地下厂房的参数反演,得到了较好的反演效果,验证了此法的可行性和合理性。依据反演得到的参数场对现有支护设计及洞室围岩稳定状态进行评价,并对后续开挖进行预测,为工程设计施工提出合理建议,为地下工程参数反演提供了一种新方法和新思路。     

深部隧洞裂隙围岩渗透特性及衬砌外水压力变化规律

高外水压岩是影响隧道开挖过岩围岩稳定及衬砌结构安全的关键因素之一,基于裂隙介质渗流经典理论,给出围岩、衬砌不同渗透系数下的外水压岩解析解,采用数值方法对隧洞二次衬砌后的外水压岩作用特性进行仿真模拟,探讨裂隙围岩岩衬砌渗透系数对渗流场的影响,围岩、衬砌渗透和排水措施岩外水压岩的相关性。研究表明岩体和衬砌渗透系数之比是影响衬砌外水压岩的关键,正确的灌浆、排水设计对外水压岩折减系数影响较大,是减小衬砌外水压岩的有效措施。结论对高压水作用下裂隙岩体渗流及衬砌外水压岩研究具有重要理论意义,对高水压下围岩注浆及衬砌结构材料选型、参数选择等具有重要岩岩实用价值。     

裂隙岩体高压渗透特性研究

随着越来越多高水头电站、深部地下工程的建设,工程中面临更多渗透失稳风险,必须通过现场试验系统研究裂隙岩体的高压渗透特性和渗透稳定性。通过现场揭示和水-岩相互作用关系,探讨裂隙岩体的高压渗透破坏机制和破坏模式。基于多个高水头电站中的高压压水试验和高压渗透试验成果,研究高水头压力作用下裂隙岩体的水力劈裂、渗透变形、抗冲蚀性能、渗透稳定耐久性等特性。研究成果表明,高压条件下裂隙岩体的渗透特性会发生显著改变,变化规律和特征与所作用的水压力、应力赋存环境和物质填充情况紧密相关。     

基于工程长期运行监测的地下工程三维渗流场优化反演分析

地下水渗流直接威胁到结构稳定及安全,隧道(洞)、巷道等涌水、渗漏对其施工、运行有重大影响,因此工程中往往需要进行渗流场分析。岩土介质具有明显的复杂性和不确定性,有限的原位试验数据无法完全反映工程区域的渗透特性,采用粒子群优化算法进行复杂三维渗流场优化反演。基于现场实测数据反演地下水渗流场分布和运移规律,为工程运行管理、检修、维护等提供技术支持。     

国外某抽水蓄能电站三维渗流分析

国外某抽水蓄能电站工程区地下水丰富,地下厂区各洞室位于天然地下水位以下.在电站施工与运行过程中,地下厂房围岩的渗流特性将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一.综合工程地质条件与地下厂房布置特征,建立厂区三维有限元模型,采用稳定渗流分析方法,研究了运行期与施工期地下厂区围岩的渗流场分布特征,并对各洞室的渗漏流量进行了预测,为工程建设提供合理建议.     

岩层走向对地下洞室围岩稳定的影响

层状岩体沿层面方向和垂直于层面方向的物理力学特性各异,表现出明显的各向异性,其破坏形式也与一般各向同性岩体不同.根据层状岩体的物理力学性质分析了其破坏特性及其迭代计算方法.采用三维非线性弹塑性有限元数值计算方法,从变形、破坏、应力和扰动综合分析了层状岩体中岩层走向对洞室围岩稳定的影响.通过对一工程实例中各种洞室厂房轴线的计算和比较,结合工程经验,得出层状岩体中地下洞室的合理轴线布置方式.分析结果与工程实际相吻合,为工程设计提供了比较可靠的理论依据.     

层状岩体的破坏特征及其迭代计算方法

层状岩体的物理力学特性沿层面和层面法向各异,为明显的各向异性,其破坏形式和破坏机理与一般岩体也不同。本文根据层状岩体的物理力学性质分析了其破坏特性及其迭代计算方法,推导了损伤状态应力表达式和损伤刚度修正表达式,改进了三维非线性层状各向异性弹塑性损伤有限元数值计算方法并运用于工程实例中。计算分析了岩层倾角对洞室围岩稳定的影响,对各种岩层倾角方案的位移、破坏体积、破坏类型和能量耗散等指标进行对比分析和综合评价,结合工程经验,得出层状岩体中地下洞室的合理布置方式。分析结果与工程实际相吻合。     

复杂条件下大型尾水隧洞围岩稳定性分析及支护对策

某巨型水电站处于深切河谷地区,尾水隧洞具有洞室规模巨大、埋深大、洞线长、地质条件复杂等特点,布置较困难,围岩稳定问题突出,须要在支护设计和施工过程中重点考虑。应用经验分析、理论分析和数值分析等方法,对隧洞围岩的开挖响应特征、潜在破坏模式、不利地质构造的影响及块体稳定性等进行系统分析,综合评价复杂条件下大型尾水隧洞的围岩稳定性。在此基础上,从隧洞围岩的支护原则、支护措施及支护时机方面探讨了复杂条件下尾水隧洞的支护对策,为大型尾水隧洞及类似工程的施工开挖和支护设计提供一定参考。     

裂隙岩体水力学特性研究

 基于裂隙中的水流运动规律,通过现场压水试验,研究裂隙岩体的渗透特性及其高压渗透特性,重点分析其水力学特性的应力相关性。试验研究表明,裂隙岩体的渗透性与应力赋存环境密切相关,且对应力十分敏感;裂隙岩体的应力环境、水力劈裂压力及裂隙充填情况不同,其高压渗透特性有较大差异。同时,通过总结前人的研究成果并结合数值试验分析,从裂隙岩体渗流的非连续性、非均质性、各向异性、优势水力特性及尺寸效应等多方位描述裂隙岩体的水力学特性,对其水力学特性及其成因进行综合评述。