浅埋松散围岩中有限元方法应用的进一步研究

对已提出的基于浅埋松散围岩的拟塌落拱离散化有限元稳定性分析方法做了进一步研究。与其它数值仿真分析方法进行了对比,提出了该方法的明确定义及适用范围;通过与常规有限元方法计算结果的对比,进一步证明了该方法计算结果的合理性,能够更真实的反映浅埋松散围岩在近地表、滑裂面与地表相交部位、洞室顶部以及拱脚、边墙底部等部位的围岩受拉情况及松散破碎围岩内部的屈服破坏以及岩体向洞内塌落的趋势,从而真实揭露出围岩发生拉裂、压坏并掉块的现象;以洞顶位移是否收敛为判断依据,初步探讨了离散界面参数以及离散块体大小对计算结果的影响,证明了塌落拱离散化有限元法在技术及工程上应用的可行性。     

布仑口水电站高温引水发电隧洞受力特性研究

新疆布仑口-公格尔水电站位于西昆仑山腹地,在强烈的新老地质构造运动作用下引水发电隧洞前段存在高地温现象(实测温度105℃),严重影响隧洞施工和支护结构的耐久性。采用解析方法研究了该隧洞围岩和支护结构的温度分布规律和受力特性。首先采用瞬态和稳态两种方法研究温度分布规律,在此基础上研究了温度和应力耦合作用下围岩和支护结构的受力特性,最后初步设计了衬砌伸缩缝间距。研究表明低温冷水对围岩和支护结构的温度场影响显著,过水瞬时围岩内壁温度发生骤降(ΔT=60℃);运行期支护结构应力近似呈线性分布,而围岩应力却表现出明显的非线性特性。     

一种浅埋松散围岩稳定性离散化有限元分析方法探讨

 以鲁地拉水电站导流洞进出口段松散围岩稳定分析为背景,提出拟塌落拱有限元法及拟塌落拱离散化有限元法分别来模拟这一塌落机制,试图将松散介质这一塌落荷载特性与有限元法中能考虑支护结构与围岩相互作用的特点结合起来,更接近实际状态。研究结果表明：提出来的拟塌落拱离散化有限元法能够较好地模拟低地应力区浅埋松散介质地下洞室开挖的塌落机制,比较符合工程实际,对工程设计与分析有重要意义。     

城市复杂环境下90 m钢筋砼烟囱的定向爆破拆除

拟拆除90 m钢筋混凝土烟囱位于宝鸡市区,周边环境复杂,采用单向倒塌控制爆破拆除。分析并确定了烟囱爆破切口的形状、尺寸、爆破参数、起爆网路和爆破安全技术。为了减少炸药用量和减小爆破振动危害,对爆破切口进行预处理。在烟囱倒塌轴线两侧的待爆左右板块中部预先对称开凿1.2~1.5 m宽的缺口,并将烟囱出灰口的门框拆除,割断门框的钢筋,形成宽2.4 m的窗口。复式簇联网路的应用有效提高了网路的准爆性,保证了爆破工作的可靠性。采用开挖减振沟、设置缓冲土垫层等措施降低爆破振动。爆破效果表明,确定的相关参数与安全措施合理有效,保证了邻近建筑物及设施的安全。     

隧洞中全长粘结式锚杆的受力分析

以隧洞围岩位移为参量,推导出仅有围岩变形而产生的锚杆界面剪应力,然后根据现场监测资料获得的锚杆界面的剪应力特性,把地下洞室中的全长粘结式锚杆所穿过的围岩依次分为3个部分:变形区、过渡区和稳定区。在每一个围岩区域,锚杆界面剪应力有其特点,根据其特点提出松动区的锚杆界面剪应力模型,进而得到锚杆中性点的位置。以中性点的轴力为集中力,由半无限体受集中力作用的Mindlin解导出中性点以内锚杆界面剪应力的分布。综合中性点前后的剪应力分布,给出了全长粘结式锚杆的轴力分布。     

露天深孔台阶爆破设计参数的确定与协调探讨

针对当前露天深孔台阶爆破设计中存在的不考虑爆破设计参数之间的协调关系、不遵从钻孔爆破的基本公式Q=qV=qabH,从而导致参数之间相互矛盾的问题,基于对深孔台阶爆破设计参数相互关系的分析,提出了考虑参数协调下的深孔台阶爆破设计方法和步骤。计算得出炮孔孔距a、排距b,而不根据工程经验选定,其后依据爆破基本公式Q=qabH计算单孔药量Q。算例表明:提出的深孔台阶爆破设计方法与步骤,能有效避免盲目根据工程经验选定孔网参数带来的混乱,明确了该类型爆破设计的合理方法。同时,对工程中台阶爆破常用的计算前排炮孔底盘抵抗线的巴隆公式,指出了其不合理之处,明确了其应用范围。     

高层框-剪结构建筑的定向爆破拆除

在分析周边复杂环境的基础上,针对拟拆除的某13层框-剪结构楼房的特点,确定了单边定向坍塌方案,确定合理的爆破高度和倾倒角度。为了减小爆破的有害效应,在充分保证安全的前提下,对该大楼非承重结构墙体、构件以及承重的楼房电梯井、楼梯间剪力墙进行了部分预拆除。分别设计了柱、剪力墙和梁的爆破参数,并采用优化的爆破网路与安全防护措施,确保了爆破拆除顺利实施。爆破效果表明,预拆除减小了爆破作业工作量,降低了炸药用量,减小了爆破的有害效应,确定的相关参数与防护措施安全有效。     

铜湾水电站左岸高边坡稳定性分析与评价

通过工程地质分析,监测资料分析和有限元数值模拟分析对铜湾水电站左岸船闸高边坡的长期稳定性进行分析与评价,并通过计算结果与实测资料对比,验证了计算结果的可靠性。分析结果表明:开挖后边坡不存在整体稳定问题;边坡的潜在危险区域主要在Z0+70.0桩号附近,降雨时边坡的稳定性明显降低;边坡满足长期稳定的要求。建议加强坡体排水,注意坡面防渗。     

拉西瓦水电站地下厂房洞室群分层开挖过程仿真反演分析

 拉西瓦水电站厂房规模巨大,围岩主要为脆硬花岗岩,爆破后围岩分区明显;同时厂房区域山高坡陡,河谷狭窄,区域地应力场较高,且分布较复杂,对洞室稳定性不利。为了评判开挖后地下厂房围岩的稳定性及支护的长期安全性,以地下厂房分层开挖现场实测位移为基础,根据多点位移计实测的离洞壁不同深度位移的变化规律将厂房洞壁周边围岩分为松动区、过渡区和稳定区;然后采用每层开挖引起的增量实测位移与相应的反分析位移均方差作为目标函数,分层进行围岩力学参数反演分析,得到上、下游厂房不同的地应力参数及地下厂房在开挖每层时围岩的岩体力学参数。结合反演得到的这些地应力场与围岩力学参数,对后续开挖时厂房围岩稳定性进行评价与预测,提出拉西瓦地下厂房围岩稳定性判定标准。该标准为后续地下厂房监测变形控制提供依据,有效地指导厂房支护设计与开挖施工。     

岩质边坡动力稳定性分析的几个要点

 重点讨论动荷载作用下岩质边坡稳定性的3个基本问题：(1) 动荷载作用下裂隙岩体的力学特性;(2) 边坡动力响应及安全评价;(3) 边坡加固措施(主要指锚索)在动力荷载作用下的安全性问题。在总结多年来的工作经验与研究积累的基础上,探讨边坡动力稳定性评价方法,特别是对于在地震、爆破动荷载作用下,岩质高边坡稳定性的安全评价;总结提出岩体在动荷载作用下的强度特性与研究重点;系统分析岩质边坡的动力响应;提出从动安全系数走向、潜在滑动面的动态开裂和滑移及边坡关键点的质点振动速度3个方面来评价边坡动力稳定性的思路与方法;最后就如何评价边坡预应力锚索加固措施在动荷载作用下的安全性提出科学的设计原则与评价指标。