围岩类型及衬砌厚度对水工隧洞地震动力响应的影响分析

以分析水工隧洞在地震激励作用下的变形破坏机制为目标,针对不同围岩类型和衬砌厚度条件下水工隧洞位移变化,根据地下结构抗震计算理论,选取合理的材料参数和模型边界条件,使用ANSYS建立了某水工隧洞的三维有限元模型,对其施加水平和竖向地震激励,应用瞬态分析法计算了隧洞结构模型在不同围岩类型和衬砌厚度下的水工隧洞动力响应。结果表明,在相同衬砌厚度下,随着隧洞围岩强度的降低,水平位移和竖向位移受影响的程度有明显的区别,即水平位移越来越大,竖直位移无明显规律可循;在相同的围岩强度下,水工隧洞并不会随着衬砌厚度的增加而趋于稳定,在Ⅲ类围岩的情况下,水工隧洞的位移随着衬砌厚度的增加而越来越大,Ⅴ类围岩下改变衬砌厚度对水工隧洞的位移几乎没有影响。因此,合理的设计围岩类型和衬砌厚度,可以既满足水工隧洞抗震性能要求,又能够降低工程造价。研究结果对合理设计隧洞衬砌厚度、增强抗震性能具有参考价值。     

楞古水电站厂址区岩体松动类型研究

楞古水电站前期勘查发现自然边坡存在岩体大范围松动现象,主要表现为岩体结构面普遍张开、碎裂化程度高、围岩应力低、自稳性差。针对这一特殊的岩体结构,对岩体的松动类型和变形破坏特征进行了研究。通过对边坡岩体进行详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、碎裂结构岩体的空间分布及边坡已有变形破坏模式等方面进行了详细研究,同时结合声波测速、电磁勘探等试验成果,划分了岩体松动类型,归纳了每一种主控因素下的岩体变形破坏特征及破裂松动的演化过程。结果表明:岩体松动类型可划分为卸荷控制型、断层控制型、倾倒控制型以及节理裂隙控制型等4种类型,岩体的松动受浅表生改造和构造活动影响较大,节理化结构加剧了破裂过程。研究成果丰富了已有分类体系,对评价边坡稳定性以及控制地下工程围岩稳定和保障施工安全具有重要指导意义。     

贝尼哈龙工程导流洞工程地质特性与新奥法施工

文章阐述了阿尔及利亚贝尼哈龙工程导流洞岩体工程地质特性与围岩类型确定。分析了导流洞围岩的塌方类型。形态及塌方的主要因素。提出了塌方的防治。总结了施工期系统喷锚支护类型与施工技术要求。     

大型引水支洞开挖围岩爆破技术及其参数优化设计研究

文章结合工程实例,对大型引水支洞开挖围岩爆破技术难点进行了分析,并对不同类型围岩的爆破参数优化进行了研究,提出两类围岩爆破设计的最优参数。研究成果对于其他工程支洞开挖围岩爆破工程设计均具有重要的实践推广和应用价值。     

隧洞工程钻爆法和TBM法的造价编制和比选

以海南省引大济石工程引水隧洞为例,从洞身开挖、超前支护、临时工程和移民征地4个方面,分析钻爆法和TBM法的造价编制过程,并比较不同围岩条件下投资和造价指标的变化情况.结果认为:当围岩类型为Ⅱ类时,钻爆法造价指标更优;当围岩类型为Ⅲ类时,TBM法造价指标更优;当围岩类型为Ⅳ～Ⅴ时,钻爆法和TBM法造价指标基本一致.     

某隧洞软弱围岩变形特性测试与分析

全面介绍了某水工隧洞软弱围岩松弛变形测试、围岩表面收敛变形监测及对岩体内部岩石位移变化情况监测所采用的技术方法,通过现场测试取得了较为翔实的资料,经分析围岩波速及其松弛厚度变化特征、围岩变形量、变化过程及持续时间,得出该区隧洞埋深在300 m以下的洞段,Ⅲ、Ⅳ1、Ⅳ2类围岩松动圈厚度一般在1 m左右,围岩的变形量主要发生在开挖后的40~50 h以内,且初期变形速度较快。因此,隧洞支护应在围岩未发生充分变形的情况下进行,分析认为该区隧洞Ⅳ2、Ⅴ类围岩支护时间宜在开挖后数小时内完成,而Ⅳ1类围岩可在开挖后数小时至十几个小时内完成,最长不宜超过1 d。通过探讨隧洞及高压管道围岩变形规律及发展趋势,预测围岩稳定状态,为修正原设计支护类型和参数以及合理选择一次支护时机、优化衬砌类型等提供科学依据。     

高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比关系研究

岩石强度应力比是表征围岩稳定性的重要指标之一。研究围岩变形破坏与强度应力比的关系,揭示二者间的规律性联系,对高地应力硬岩大型地下洞室群围岩稳定性控制具有重要意义。以具典型高地应力特点的锦屏一级水电站和猴子岩水电站2个硬岩大型洞室群为研究对象,首先系统梳理了2个工程的围岩岩性、岩石强度和初始地应力等工程地质条件,并详细统计了洞室群施工期围岩破坏类型和数量;通过对地下洞室群围岩的岩石强度应力比进行分区,并结合围岩140多个破坏现象和发生部位,建立了高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比之间的联系;采用不同的初始地应力分级标准,并结合洞室群围岩破坏特征,验证了基于强度应力比修正的地应力分级标准对高地应力硬岩洞室群的适用性,揭示了围岩应力诱导型破坏随岩石强度应力比的变化规律。研究成果有助于今后高地应力条件下硬岩大型地下洞室群施工期围岩破坏类型预测,并为提出具有针对性的施工期围岩稳定控制措施提供参考。     

杨房沟水电站厂房开挖围岩破坏效应研究

杨房沟水电站地下厂房开挖区工程地质条件复杂,围岩破坏效应控制是施工组织设计的关键。通过现场观察与测试,统计和分析了地下厂房应力分布特征、围岩破坏类型及破坏程度,建立了开挖区地应力与围岩破坏响应的联系,并用3DEC模拟了中导洞开挖过程中围岩变形、塑性区分布及主应力的分布特征,为围岩开挖稳定提供了科学依据与技术指导。     

弱化红层围岩的工程特性与施工开挖及支护研究

四川盆地广泛分布的侏罗系或白垩系的紫红色黏土岩与砂岩互层的地层在工程界称之为“红层”。作为隧洞围岩,其本身稳定性较差。本文以南充引水干渠为例,研究了作为隧洞围岩的红层在自然地质及人工作用下的两种弱化作用及其工程特性,这些弱化作用使得作为隧洞围岩的红层(即弱化红层围岩)稳定性更进一步降低。介绍了红层围岩中的两种开挖方法及不同类型弱化红层围岩的施工临时支护措施。     

紫坪铺工程泄洪排沙洞进口段围岩稳定性分析

应用臭地利大型岩土工程有限元分析平台FINAL，研究了紫坪铺工程泄洪排沙洞进口段在不同类型围岩参数取值情况下的围岩稳定性以及支护结构安全性，得出了在最不利情况下保证围岩稳定的措施。分析成果对于类似分布在极不稳定围岩中的超大型地下洞室的设计、施工具有广泛的借鉴与指导作用。     

汾河二库导流洞围岩岩体质量评价

汾河二库是一座以防洪、供水和旅游为主的大型水利水电工程.导流洞位于大坝右岸,设计洞型为城门洞型,高8.0m,长740m.本文采用一些定量指标结合工程地质围岩分类,准确划分了导流洞围岩的类型,对围岩稳定性进行简要评价并提出相应的处理措施.     

TSP技术在隧道超前地质预报中的应用

考虑了TSP的有效资料和围岩勘察情况,选取与围岩类型密切相关、与TSP检测结果密切相关的5个影响因素,包括岩石完整性系数Kv、泊松比μ、杨氏模量E、纵波波速Vp和地下水开发状况W,作为评价围岩地质条件的评价指标。作为影响围岩分类的主要因素,所选评价指标与探测系统的结果密切相关,同时根据地震波场的响应特点,将评价指标分为5个等级,建立了相应的围岩分类模型。该方法可提高TSP检测数据的有效利用率,提高围岩等级判别的准确性,可推广到隧道、引水隧道等工程中。     

山西省中部引黄工程地下泵站围岩稳定分析评价

本文以山西省中部引黄工程地下泵站工程为例,在查明基本地质条件、岩体结构及类型、地下水分布、地应力等的基础上,确定地下泵站位置及长轴方向,采取多种方法对地下泵站围岩进行分类,并进行对比评价,给出围岩类别及参数建议值。最后对围岩进行了稳定分析评价,并提出处理措施建议。     

隧洞典型断面围岩稳定性数值模拟研究与支护设计效果分析

隧洞开挖过程中,由于开挖卸荷及扰动的影响围岩出现大变形、局部塌方等工程地质灾害,严重威胁到施工安全及进度.本研究依托杨房沟水电站引水隧洞工程,选取了典型断面,开展了数值分析研究,获得了应力场、变形场和塑性区分布特征.通过有限元数值模拟方法,对不同类型围岩区隧洞开挖后围岩稳定性特征以及初期支护效果进行分析,为优化支护设计...     

白鹤滩水电站泄洪洞围岩波速及可灌性研究

岩体声波测试是评价岩体质量等级的重要指标,以白鹤滩水电站泄洪洞围岩声波成果为基础,研究不同类型岩体波速和开挖后的松弛情况,定量给出了不同地质构造岩体的松弛度和松弛深度。在此基础上,分析了围岩类别分布情况,并结合固结灌浆成果,对不同类型岩体的可灌性进行了评价,给出了波速与透水率的关系。研究成果可为类似工程提供借鉴。     

工程因素对施工期地下洞室围岩质量影响分析

地下工程规模扩大化和布置形式复杂化,以及人为改造因素对围岩质量影响日益显著,因此,准确评价工程岩体质量,需考虑自然因素和工程因素的综合影响。其中工程因素应作为自然因素围岩质量体系的修正条件予以考虑。以大岗山水电站地下厂房区为例,尝试分析施工期工程因素对围岩质量的影响,首先归纳了工程因素主要类型及其对围岩质量的影响,藉此选取针对性的评价指标对围岩质量予以劣化效应定量化表示及工程时效性、功能性与支护补强的关联分析;此后,基于相关技术要求,提出了施工期分层次、围岩分类体系构建流程,为实现工程因素劣化作用的定量表示及其在施工期围岩评价体系中的作用提供了理论基础。对工程因素与围岩质量评价体系的影响作用等研究具有一定启迪意义。     

富水软弱地层斜井围岩稳定控制技术研究

富水软弱地层斜井施工易引发围岩塌方、大变形和突涌水等地质灾害,威胁施工人员和机械设备安全,并延滞总体工程进度。以滇中引水工程香炉山隧洞5号施工支洞工程建设实践为背景,分析得出斜井的主要工程地质问题是围岩坍塌、软岩大变形及涌水突泥。结合围岩变形和支护结构受力监测成果论述了围岩的失稳破坏机制,主要分为顶拱坍塌、软弱带挤压外鼓、涌水突泥3种类型。基于对围岩破坏过程及其内蕴机理的认识,采用工程类比、现场应用效果反馈的方法,提出了针对不同失稳破坏机制的的斜井围岩灾害处置措施和稳定控制技术。相关成果可为类似地质条件下的斜井围岩稳定性控制提供借鉴。     

汾河二库导流洞围岩体质量评价

汾河二库是一座以防洪、供水和旅游为主的大型水利水电工程导流洞位于大坝右岸，设计洞型为城门洞型，高8.0m，长740m。本文采用一些定量指标结合工程地质围岩分类，准确划分了导流洞围岩的类型，对围岩稳定性进行简要评价并提出相应的处理措施。     

地下钢筋混凝土岔管结构优化分析

根据岔管混凝土衬砌与围岩联合承载的特点 ,对不同类型、不同体型的地下钢筋混凝土岔管采用三维有限元进行了优化分析     

软弱围岩隧道开挖中预应力及全长粘结锚杆的支护效果研究

为了探究锚固支护中全长粘结式和预应力式两种常用的锚杆类型发挥的锚固效果差异，该文结合工程实际，采用数值分析软件开展了隧道开挖支护过程中围岩变形、应力分布特征以及塑性区变化规律的研究。结果表明：预应力锚杆相较于全长粘结式锚杆，可减小20%的围岩变形量；在改善围岩应力状态方面有10%左右的提升，最终对围岩开挖后的塑性区发展可起到有效控制作用。