水电工程地下厂房数据库系统的开发及应用

 基于百余个水电站地下厂房资料,采用SQL Server 2005设计后台数据库,C#编程语言作为前台开发工具,开发“地下厂房数据库系统”,达到对水电工程地下厂房重要设计参数及洞室围岩稳定计算分析成果的数据存储、检索、统计、分析的目的。该数据库收录上百个实际工程关于工程介绍、地质条件、地应力场、厂房规模、锚固支护设计、开挖方案设计、反演分析、渗流场分析、围岩稳定分析等方面的内容。该系统实现地下厂房设计及围岩稳定分析工程类比的方法及数据分析的功能,并以云南澜沧江黄登水电站地下厂房为例,通过厂房特征参数检索数据库,得到相关工程,配合使用经验支护参数,实现对黄登地下厂房主厂房支护参数的设计,并运用三维弹塑性有限元软件进行数值分析,验证其合理性。同时,该系统能够利用全面的数据资料充分发掘蕴藏于丰富地下厂房资料中的各种数字特征、从而深化对水电工程地下厂房工程的各种规律性认识,为开发、设计地下厂房专家库系统,并建立全面而系统的地下工程围岩稳定分析和预测方法奠定基础。     

水布垭枢纽地下厂房施工开挖与加固的数值模拟

通过非线性有限元计算,对水布垭电站地下洞室开挖围岩的应力与变形进行了分析,探讨了主厂房洞室局部软岩置换、喷锚支护等措施对围岩开挖位移与应力的影响;在此基础上,对设计采用的各种支护处理措施的加固效果以及地下厂房洞室围岩的整体稳定性作出了评价.     

水布垭水利枢纽地下厂房室内岩石力学试验研究

针对水布垭水利枢纽工程地下式电站厂房,以岩块的力学性质试验为基础,对围岩体的基本力学属性进行了系统研究,对重要的变形及强度试验成果进行了对比试验,并就某些测试技术提出了有益的建议。     

水布垭地下厂房施工开挖的数值模拟

采用三维快速拉格朗日法在两种工况下对水布垭地下主厂房洞室的开挖与支护过程进行了模拟计算,重点研究了复杂地质条件下主厂房洞室开挖的变形形态、应力状态以及塑性区的分布,并对无支护和考虑支护两种工况的模拟结果进行了具体的分析比较,为工程施工提供了依据。     

水布垭大型地下厂房施工顺序和锚固参数优化分析研究

清江水布垭水利枢纽大型地下厂房位于软硬相间的复杂地层中，其稳定性对电站的安全运行相当重要．应用三维非线性有限元方法对大型厂房的施工顺序、锚固参数进行了较为详细的优化分析，在多方案技术分析的基础上，提出了较为合理的施工顺序和锚固参数，以保证工程的长期稳定。     

澳大利亚Kiston水电站地下厂房围岩稳定分析

基于澳大利亚Kiston水电站地下洞室的地质勘查及设计资料,利用FLAC3D数值分析软件,对地下厂房进行开挖支护模拟,分析了在无支护和系统支护工况下,开挖完成后围岩的位移场、应力场、塑性区等的分布特征和演化规律,为地下厂房的开挖支护设计提供依据。     

地下厂房岩锚梁纵向裂缝成因分析及发展趋势

 地下厂房第六层开挖结束后,岩锚梁混凝土上表面出现纵向裂缝,测缝计监测结果显示岩锚梁裂缝部位两处的下部开合度数据大于上部值,不符合一般规律。结合现场地质条件、监测数据、施工因素和数值计算,对岩锚梁纵向裂缝的成因进行详细的分析。研究结果表明,岩锚梁距离母线洞洞顶距离只有5.2 m,3条夹层斜穿岩锚梁部位围岩和母线洞,施工开挖造成围岩应力调整,局部应力集中现象明显,导致岩锚梁部位岩体产生不均匀变形。数值计算结果表明,夹层JC2–2及下部小夹层形成的锥形块体随地下厂房的开挖有向外“挤出”的趋势,当变形体位于岩锚梁下部时,即形成下部的开合度值大于上部的开合度值这样一种看似不合理的现象,且CZ0+87断面开度值大于CZ0+127断面的,计算结论与监测结果吻合良好。最后,预测不同部位的岩锚梁现有裂缝发展趋势及可能出现裂缝的部位,并给出几点支护处理措施的建议。     

惠州抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁施工期与运行期受力分析

选取地下厂房区域的典型地质剖面作为研究断面,采用有限差分法模拟了地下厂房的开挖与支护、岩壁吊车梁的建造及运行状态,重点分析了主厂房开挖过程中及运行条件下岩壁吊车梁与围岩的受力和变形状态.在此基础上,对洞室围岩及岩壁吊车梁的稳定性进行了评价.     

地下洞室围岩稳定计算分析

针对地下洞室施工开挖和锚固施工的特点,采用了三维有限差分程序 FLAC~(3D)对某地下洞室施工开挖过程围岩稳定进行数值模拟分析,并就程序中的锚固机理进行了探讨,使用的方法和得出的结论对类似工程有一定的参考价值。     

杨房沟水电站地下厂房围岩稳定分析

杨房沟水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙地下洞室群,工程区地质条件较复杂,高边墙及洞室间岩柱的稳定性是洞室设计的关键。根据地应力测试数据,采用边界位移条件回归方法,构造出厂区初始地应力场。采用FLAC3D软件对洞室群围岩稳定进行计算分析,获得洞周围岩变形与应力特征、塑性区分布及支护结构的受力状态,对地下厂房洞室群围岩稳定性做出评价,为洞室设计提供了科学依据与技术指导。     

岩体地下结构围岩稳定非概率可靠性的凸集合模型分析方法

在岩体地下结构围岩稳定可靠性分析中,由于岩体的物理力学参数本身的特点,通常只能在岩体分类的基础上给出其变化的区间,要得到其概率密度分布函数和隶属函数是非常困难的。采用传统的统计概率和模糊概率模型得出的概率结论只具有理论上的意义。针对岩体地下结构围岩的特点,引进非概率的可靠性分析方法,采用凸集合模型描述基本参数的不确定性,将结构功能函数转化为仿射函数,对于给出了设计安全域的地下结构,利用仿射函数在凸集合域上求得响应输出区间,通过比较设计安全域和响应区间,确定其可靠性;对于没有明确给出设计安全域的结构,通过分析功能函数在凸集合模型上的均值与离差关系,给出其可靠性度量的非概率指标。在非概率凸集合模型分析方法中不必拟合概率密度函数和隶属函数,所需信息量少、准确度高,实例分析展示了凸集合模型分析方法的实用性。     

地下洞室监测位移场的反演和围岩稳定评判分析

 针对地下洞室开挖过程中有限的位移监测仪器仅能反映局部围岩变形的情况,提出一种基于整个洞室围岩变形空间场的围岩稳定评判方法。首先通过物理场,对监测数据进行标准化处理,引入监测数据以外的围岩变形信息,然后进行三维空间反演。根据反演结果,运用警戒线法对洞室整体围岩进行评价。该评判方法已成功应用于瀑布沟、溪洛渡等大规模地下洞室的施工开挖围岩稳定分析中。实践表明,该方法能及时反映整个洞室群围岩的变形情况,相对其他数值计算方法能对围岩稳定做出快速、精确、直观的评判。     

地下洞室群围岩稳定性分析及其结果的可视化

大型地下洞室群的稳定性是地下水电站面临的一个关键问题,三维非线性有限元方法常常用于评价地下洞室群的稳定性。介绍了有限元方法用于评价地下洞室群稳定性的基本方法,包括岩体本构模型的选择、非线性迭代方法、围岩失效准则、围岩稳定性评价指标以及锚杆和锚索等支护结构的模拟方法。为了实现计算结果的可视化,基于面向对象思想开发用于地下洞室群围岩稳定性分析的可视化软件系统。该软件能够方便绘制各物理量的空间等值线和空间矢量图形,并能显示结构变形以及失效破坏区的分布。除此之外,该软件还可以显示包括锚杆和锚索在内的锚固结构的空间图形和应力情况。最后,采用提出的计算方法和开发的可视化软件进行了工程实例分析。结果显示,提出的计算方法是合理有效的,所开发的可视化软件在计算结果的评价方面显示强大的功能。     

深部地下洞室施工期围岩大变形机制分析

大岗山水电站引水发电系统地下洞室埋深大,花岗岩因风化卸荷强烈,岩脉破碎带发育,应力较高。在施工过程中,岩脉、断层穿越的主变室部位出现较大的变形,严重影响施工安全与进度。采用地质调查和现场监测的方法,结合现场施工情况分析主变室围岩大变形特征和机制,提出2种可能的大变形破坏模式,分析影响围岩大变形的因素,并评价主变室的稳定性。研究结果表明:主变室围岩大变形主要受辉绿岩脉8 1和断层f59,f60控制,同时,地应力高、施工强度大、支护进度滞后加剧围岩的大变形。深部地下洞室施工期的地质调查及现场监测可以及时预测高应力区卸荷围岩的大变形,以确保洞室施工期的稳定安全。研究成果对类似工程具有重要的参考价值。     

西龙池地下洞室围岩的现场监测及其稳定性分析

西龙池地下洞室群围岩呈缓倾角互层状结构，层理发育，岩性复杂，洞室开挖过程中，各种地质因素交互作用，洞室问相互影响。对复杂变化地质环境下的主厂房围岩进行了各种因素作用下的综合稳定分析，并依据多种测试手段，对开挖后围岩的稳定性和变形进行实时监测，掌握了洞室层状围岩变形破坏特征。以地下洞室开挖为算例，研究了围岩的力学动态，得出一些有益的认识和结论。围岩位移量计算结果与监测数据较好吻合，为施工开挖步序提供了可靠的依据。     

地下工程围岩稳定性的模糊综合评判法

围岩稳定性受多种不确定性因素的影响，不仅具有随机性，也具有模糊性。选择影响围岩稳定性的一些主要因素，采用模糊数学综合评判方法，对围岩稳定用模糊语言进行不同程度的评价，得出了合理的结果。     

水电站地下厂房层状围岩现场监测及稳定性研究

对复杂变化地质环境下的主厂房围岩进行各种因素作用下的综合稳定分析,并依据多种测试手段,对开挖后洞群交叉部位的围岩位移、松动范围等进行动态跟踪监测.研究开挖过程中主厂房顶拱围岩的变形规律、围岩松动范围,并利用有限差分法对地下洞群各开挖步序的围岩位移进行计算分析.实时监测数据和理论计算成果对比分析表明:计算结果与监测数据较好吻合.因此研究成果对同类型大型地下洞群层状围岩变形破坏特征、变形规律、力学行为、松动范围的研究具有重要的参考价值,并对一些控制性指标的界定具有理论指导意义,同时对大型地下洞群的设计和施工具有一定的指导作用.     

层次分析法确定影响地下洞室围岩稳定性各因素的权值

在研究大型地下洞室围岩稳定性时,综合考虑了围岩强度和刚度、洞室高度和埋深、水平向地应力及其相互间距等影响因素,采用FLAC3D软件进行了16个工况的数值模拟计算,建立了影响地下洞室稳定性的层次分析法模型,对影响稳定性的各个指标因素进行判断矩阵的构造、特征向量的求解以及一致性的检验。这种分析方法可以从总体上对各因素进行排序,为将来预测地下洞室围岩稳定性提供必要的依据。     

基于可拓方法的地下工程围岩评价研究

介绍了可拓方法的步骤，建立了地下工程围岩评价的物元模型。研究表明，将可拓学运用于围岩评价是合理可行的，能够较好地反映各因素对围岩稳定性的影响。用简单关联函数确定权重，避免了实际工作中主观因素的影响。