节理平均迹长与统计窗选位关联性分析

 目前常用的统计窗迹长估算方法多假定节理中心在各向服从均匀分布,即认为统计窗的布置点位对平均迹长估算结果无影响。而实际上节理作为漫长地质演化过程的产物,受多期地质建造、构造综合作用,使得其形态及规模已发生较大的改变,呈现典型的地质韵律特征,若随机布置统计窗点位将会产生截然不同的迹长估算结果。为研究节理迹长与统计窗选位的关联性,以大岗山水电站地下主厂房区为例,首先对厂房区下游边墙节理组进行地质演化过程分析,确定厂房区优势节理组为辉绿岩脉及其节理影响带。接着以岩脉?81及其影响带为代表,对其发育地质韵律特征予以详细研究,藉此提出统计窗布置点位、尺寸及估算方法建议。最后采用5种统计窗估算法对研究区各区段节理迹长进行对比分析。研究发现：节理估算迹长与统计窗选位存在较强的关联性,不同的节理发育特征及统计窗布置点位适合于不同的节理组迹长估算方法,在应用统计窗法估算节理迹长时,需充分考虑优势节理发育规律,合理选择统计窗位置,尽可能将不同类型的节理包含其中,使之同时体现切割、交接、包含3种关系,并选取适合于本统计窗的迹长估算方法。     

地下厂房洞室群岩体参数的增量位移反分析

考虑大岗山水电站地下厂房洞室群围岩参数获取的复杂性和不确定性,提出针对大型地下洞室群分层开挖的岩体参数增量位移反演分析法,采用粘弹性（H-K）本构模型,基于地下厂房分层开挖实测位移,通过合理选择待反演参数,以每层开挖引起的增量位移计算值与实测值残差平方和为目标函数,利用遗传模拟退火算法优化目标函数,实现各向同性粘弹性参数的增量位移反分析。对反演得到的等效岩体参数进行正演分析,再对后续厂房开挖引起的围岩增量位移进行预测,可进一步判断围岩稳定性。     

考虑松动圈的地下洞室群施工期岩体参数反演

结合大岗山水电站地下厂房洞室群施工期分层开挖特点,提出考虑松动圈参数弱化效应的反演基本模型。引入GA-BP算法,基于正交试验设计与FLAC^3D差分程序获得神经网络学习样本及测试样本,建立起围岩力学参数与位移之间的高度非线性映射关系。根据现场实测位移和网络映射位移,建立目标函数,采用遗传算法在岩体参数经验取值范围内,搜索使目标函数取得最优解的参数组合,以获取反演的最优岩体参数。最后利用获取的岩体参数进行正演分析并进行位移的后验差法检验,结论表明了该方法的适用性,其可用于反馈并指导地下工程设计与施工。     

大岗山水电站拱坝建基岩体波速曲线类型及地质背景

在介绍大岗山水电站建基岩体的波速测试成果的基础上,总结归纳出建基岩体变模检测孔波速测试曲线的3种类型,即阶梯上升状曲线、波状曲线和近直线状曲线,分析各波速曲线的形成机制及每种波速曲线所代表的地质背景。分析波速测试结果普遍较低的原因,认为大岗山水电站拱坝建基岩体整体性状欠佳主要受诱因(建基面上部岩体以及岩体内部洞室的开挖卸荷作用)和内因(岩体结构特征)的综合作用,二者相辅相成,共同导致岩体松弛。     

灰色聚类法在某水电站进厂交通洞围岩质量分级中的应用

在综合考虑多因素围岩质量分级的基础上,应用灰色聚类原理,对现行勘察规范中影响围岩分级的岩石强度、岩体完整程度、地下水等多个影响因素进行讨论和定量化分级,通过白化函数生成灰色聚类模型进而对围岩分级。以西南某水电站进厂交通洞围岩质量评价为实例,说明该评判模型的建立步骤,并将评价结果与现场定性判别结果进行对比,最终确定洞室围岩级别,为洞室系统支护参数提供依据。     

基于Hoek-Brown准则的开挖扰动引起围岩变形特性研究

 Hoek-Brown经验准则(2002版)考虑施工扰动对岩体参数劣化效应,并提出扰动系数D,但仅为粗略定性化描述。现应用声波测试法获得的岩体波速降l对扰动系数D进行优化处理,并将优化后的Hoek-Brown经验准则运用于开挖扰动引起岩体弹塑性变形特征方程的求解研究,进而可实现较精确表示围岩塑性圈半径。为验证该理论的合理性,综合运用声波测试法、位移监测法等监测手段及有限元数值模拟法予以对比分析。此外,考虑开挖扰动变形特征场地效应,提出可拟合不同岩性、不同开挖方式的变形与开挖扰动经验公式。工程实例计算结果表明：对Hoek-Brown经验准则(2002版)扰动系数D的优化合理,用其可计算开挖扰动引起的围岩弹塑性变形特征值。并可准确求得塑性圈半径值,同时,拟合得到变形与开挖扰动经验公式可满足不同工程需要,具有一定合理性。所获结果可为Hoek-Brown经验准则(2002版)及地下洞室开挖扰动引起岩体变形特性研究提供一定方法参考。     

中等地应力地区建基岩体卸荷松弛特征研究

高地应力地区的建基岩体卸荷松弛特征受到广泛关注,而中等地应力地区的建基岩体卸荷松弛特征及受控因素,国内外却鲜有报道。本文以大岗山水电站为例,揭示中等地应力地区建基岩体的卸荷松弛特征,这既是对西部水电工程中建基岩体卸荷松弛理论的补充,又为大岗山水电站建基岩体的后期工程处理提供科学依据,因此研究意义重大。在大岗山水电站地质背景条件的研究基础上,依靠现场调研和大量的钻探、物探、孔内摄像等测试手段,讨论了中等地应力地区坝基开挖后的卸荷松弛特征,包括表生卸荷松弛和内生卸荷松弛两类现象,总体表现为裂隙张开、岩体松动、整体松弛的特点,几乎无新生岩石破裂产生,具有典型的继生性特征。同时指出,中等地应力地区建基岩体的卸荷松弛特征受到岩体结构的控制性作用。     

基于块体理论的岩壁吊车梁岩台稳定性分析

水电站地下厂房岩壁吊车梁岩台成型的质量好坏直接影响工程的进度及后期运行的安全,开挖过程中,岩台的破坏模式主要为块体失稳,研究块体的稳定性尤为重要。利用块体理论的基本原理,结合全空间赤平投影找出结构面组合形成的可动块体,进而分析块体的受力及稳定性。引入广泛应用于地下工程围岩稳定分析的Unwedge软件,验证块体的分析结果。结合西南某水电站主厂房岩壁吊车梁的工程实例,结果表明:在开挖过程中,应重视各优势结构面组合形成块体的稳定性;Unwedge软件分析能较好地应用于岩壁吊车梁稳定性的分析中。     

基于层次分析法的地下洞室围岩分类的灰色关联模型及应用

为了克服传统围岩分类方法主观因素强、分类参数不全等缺陷,根据灰色关联分析原理,将确定的地下洞室围岩分类标准指标值设为被比较数列,将待分类围岩指标值设为参考数列,并采用层次分析法确定各分类指标的权重值,利用改进的灰色关联度计算方法确定围岩类别,构建了地下洞室围岩分类的新模型——基于层次分析法的灰色关联模型（GAM）。实例应用表明,GAM克服了传统围岩分类方法的不足,能较好地反映洞室围岩的质量等级,具有重要的推广意义。     

坝基岩体开挖卸荷松弛效应工程特性研究坝

大岗山水电站位于大渡河中游,为混凝土双曲拱坝,坝高210m。由于河谷狭窄,谷坡高陡,地应力较高,坝基岩体开挖过程中产生了强烈的卸荷松弛。本文基于现场地质环境调查、声波检测,结合声波孔波速值和声波衰减率,分析了开挖卸荷松弛的典型特征及其松弛机理,归纳了卸荷松弛类型。通过分析岩体质量与检测成果在时间、空间上的关系得出了坝基岩体开挖卸荷松弛的时间、空间效应,并对坝基岩体开挖卸荷松弛时空效应与其建造、蚀变及构造的关系进行了地质分析研究。深入研究高拱坝建基岩体开挖松弛工程特性,可为高坝建基面的合理选择、松弛岩体工程处理提供科学依据。