地下水封洞库洞室轴线方向优化方法

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。     

破碎岩体洞室稳定性模糊综合评判

水利水电工程中,当水工地下洞室不得不穿越断层破碎带时,分析围岩稳定性并提出建议是进行设计工作的必要条件之一.模糊综合评判法已经被广泛应用于岩土工程中用以评判岩土体的稳定性.以渡口坝水电站引水隧洞穿越的断层破碎带实际工况为例,以模糊数学为理论基础,从围岩岩体特征、围岩岩体构造、洞室埋深、水文地质条件以及地质构造等级5个方面出发,分为2个层次,总共7个因子,建立了评判模型,确定了各因素等级标准和权重.根据最大隶属度原则,计算得到洞室开挖时的稳定性等级,用以评判其稳定性,取得了较好地效果.     

复杂地质条件下地下洞室群围岩稳定性研究

以某水电站右岸溢洪洞及放空洞为研究对象,结合溢洪洞及放空洞围岩的工程地质条件和工程设计方案,建立体现地质构造及地形地貌的FLAC~(3D)仿真模型,密切结合拟定的开挖方案,研究地下洞室开挖后围岩的二次应力场及变形场的分布规律及破坏特征。结果表明,地下洞室群开挖后圉岩向临空面方向发生回弹变形,总体上表现出整个工程体系外围临空面位移较小而内部临空面位移较大的特征;位移总量最大的是顶拱位置,其次是底板位置,再次是左右边墙;受山体地形地貌及地质构造的影响,地下洞室洞轴线方向的应力及变形变化相对较大。     

地下水封石洞油库锚喷支护结构承载特性分析

洞库锚喷支护体系的应力分析及围岩与喷射混凝土的联合承载是地下水封石油洞库开挖支护的重点关注对象。基于ANSYS有限元计算软件模拟了地下洞室的开挖,研究了洞室的变形稳定和支护体系的受力状况,并引入薄层单元考虑洞室围岩与喷射混凝土的粘结强度,探讨了喷射混凝土与围岩的工作状态。研究表明:由于洞库围岩完整性好、强度高,地下洞室围岩变形较小,且以线弹性变形为主,为安全考虑宜及时完成支护,防止局部受节理裂隙面影响出现掉块现象。敏感性分析表明,在水幕压力作用下,当粘结强度＜0.6 MPa时,在边墙部位开始出现喷射混凝土脱离,当粘结强度＜0.5 MPa时,大部分出现脱离现象,因此需要注意喷射混凝土施工质量,加大现场粘结强度试验检测。     

岩滩水电站扩建工程地下厂房洞室围岩支护设计

岩滩水电站扩建工程地下厂房虽岩性坚硬性脆,力学强度较高,但由于其为大跨度、高边墙大型洞室,且发育有F48、f211断裂构造及石英脉,地下厂房区的岩体稳定性特别是不利地质构造的影响不容忽视。文章结合该地下厂房洞室群围岩稳定分析,分别对各部位提出了经济合理的支护措施,也可为其他类似地下工程支护设计提供参考。     

单条裂隙破碎带对地下水封洞库涌水量的影响

基于某地下水封储油洞库的地质条件,利用GeoStudio软件对其进行二维渗流分析,将裂隙岩体等效为连续介质,同时考虑渗透性较大的单条裂隙破碎带,探讨破碎带对洞室涌水量的影响。研究表明洞室上方裂隙破碎带的存在将增加洞室的涌水量,并随着破碎带宽度和裂隙倾角的增加而增加。对裂隙破碎带进行灌浆处理后,其渗透性降低,洞室的涌水量也明显减少。     

地下水封洞库围岩块体失稳矢量分析方法研究

基于对某地下水封洞库库区详细的地质调查和研究,运用块体理论评价围岩块体稳定性。采用块体理论分析方法之一的矢量分析法,分析出地下洞库各开挖面的可动块体,通过力学分析判别出可动块体中的关键块体,计算出其剩余下滑力和失稳形式。结果表明:此地下水封洞库稳定性较好,关键块体主要以结构面②、④单面滑动,且主要分布于洞室顶部。因此施工时应重点监测结构面②、④出露处,同时通过分析研究发现矢量法作为块体理论一种分析方法,能准确分析围岩块体稳定性,对地下水封洞库围岩稳定性评价具有一定的意义,但其在确定关键块体的具体位置,以及对于曲面洞壁块体稳定性分析均有待于进一步完善研究。     

地下水封洞库岩体质量分级体系研究

由于地下水封洞库多为大跨度、高边墙、不衬砌或少衬砌的地下洞室,因此建库岩体多为质量较好的花岗岩、花岗片麻岩等,但现有岩体质量分级体系不能很好地针对此类工程进行岩体分级。在确定了影响地下水封洞库工程岩体质量分级因素的基础上,考虑RQD值、结构面空间分布、粗糙度、地下水、地应力和储存压力等因素,提出了适用于地下水封洞库岩体质量分级体系(UWCQ),并应用该分级体系进行黄岛地下水封洞库工程的岩体质量评价。证明UWCQ体系对评价地下水封洞库岩体质量是可行的,能满足工程需求。这对地下水封洞库的开挖方式选择、支护方案确定和安全性评价具有重要工程意义。     

破碎岩体中修建地下洞室群的围岩稳定性分析

漫湾水电站二期工程地下厂房周围洞室多达15个(条),工程区断层较多、节理发育至极发育,岩体较破碎且普遍发生高岭土化,岩层完整性较差。修建大跨度、高边墙复杂地下洞室群的地质工作重点是:研究围岩失稳特点、分析其稳定性,提出支护型式及加固的工程措施。工程经过施工开挖实践的验证和一年多时间的检验,证明地质分析判断是正确的,提出的支护措施是合理、有效的。文章总结了围岩失稳的特点、稳定性分析的工作经验及体会。     

白莲河地下厂房F8断层洞室段支护技术

介绍白莲河地下主厂房出露的F8断层,斜切洞室顶拱、上游边墙及岩壁吊车梁岩台,对围岩稳定产生的不利影响。采用分段开挖支护、长锚杆及锚索加固、固结灌装、格构梁喷护、排水等工程措施进行综合处理,并审慎监测,以确保洞室围岩稳定。     

溪洛渡电站左岸地下厂房洞室群围岩稳定性研究

利用预布大规模随机裂隙生成网格技术,采用非线性弹塑性有限元法,对溪洛渡左岸地下厂房洞室群加固前后进行了模拟,获得了洞周围压变形特征、应力分布状态,给出了洞周不稳定块体的部位及破坏形式及支护结构中的内力变化情况,通过对比、分析,得出一些结论,为溪洛渡左岸地下厂房洞室群的支护设计提供了科学依据和技术指导。     

大型地下硐室围岩支护动态设计方法的研究

随着水电建设的发展,地下发电硐室规模越来越大,地质条件也越来越复杂,单一分析方法已不能满足地下硐室围岩锚固稳定分析,需要建立综合性的围岩锚固分析系统。结合拉西瓦水电站的大型地下硐室围岩支护设计过程,提出大型地下硐室围岩支护动态调整法。此方法成功地应用于该工程的围岩支护设计中,收到了良好的经济和社会效益。这种综合性的围岩锚固分析体系可以很好解决大型地下硐室围岩锚固设计。     

开挖方式对地下厂房洞室群围岩力学特性的影响

为了解大型地下厂房洞周围岩的力学性态,以金沙江某地下厂房洞室群为工程背景,基于卸荷岩体力学理论,采用三维有限差分法,研究不同开挖方式对洞室群洞周围岩卸荷力学特性的影响。计算结果表明：不同开挖方案对洞周围岩卸荷影响程度均较小;洞室群开挖后,主厂房、尾调室顶拱围岩卸荷程度远小于边墙;受相邻洞室开挖的影响,主变洞顶拱卸荷程度较大,但深度较浅;由于尾调室顶拱围岩力学参数优于主厂房顶拱,其卸荷程度略小于主厂房顶拱;尾调室高边墙卸荷程度大于主厂房边墙。该研究成果对工程设计与施工具有指导意义。     

乌东德水电站洞室开挖围岩应力重分布的数值分析

为研究锚杆支护作用对乌东德水电站地下洞室围岩应力状态的影响,采用FLAC 3D软件进行数值模拟分析.模拟结果表明,设置锚杆支护提高了洞室开挖过程中围岩的最小主应力,围岩整体稳定性大幅提高;在地下洞室开挖面的顶板、顶板与侧墙以及四周全断面分别设置锚杆支护,得到的最大主应力增量分别为0.93、2.46 MPa和6.50 M...     

洞室松弛圈测试技术与应用

开挖地下洞室,迫使岩体应力重新分布,在洞壁周边的岩体将出现应力释放的松弛带。测试洞室松弛圈是查明洞壁岩体的松弛厚度,测定松弛、未松弛岩体的力学参数,从而为围岩分类、洞室支护提供依据。通过一个岩体构造发育,松弛厚度不易判别的工程实例,阐明了物探方法测试洞室松弛圈的有效性。     

乌东德水电站右岸地下厂房施工期围岩稳定分析

安全监测是地下洞室围岩稳定安全评价的重要手段。乌东德水电站右岸地下厂房规模巨大,主厂房、主变洞、调压室三大洞室平行布置。为确保施工期围岩的安全稳定,通过使用多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、锚杆测力计、测缝计等监测仪器,对围岩表面和深部的变形进行监测,分析了地下厂房三大洞室第Ⅰ—第Ⅲ层开挖的位移特性与变形规律。监测结果表明:开挖引起的上层围岩变形较小,且主要集中在浅表层;三大洞室岩锚梁高程以上最大变形为16.43 mm,主厂房顶拱、上游侧岩锚梁和尾水调压室上游边墙围岩变形较大;爆破开挖扰动、开挖引起的空间效应以及较差的地质条件是围岩变形增长较快的主要影响因素;通过采用加强支护等措施,能有效控制围岩变形的发展。     

基于Hoek-Brown强度准则的硬石膏采房群稳定性分析

如何合理地评价硬石膏采房群或采空区的稳定性对保证安全生产、处治现有采空区具有重大的意义。选取山东肥城某石膏矿为工程实例,通过室内试验获取硬石膏岩石的物理力学参数;结合现场调查和室内试验结果,采用广义Hoek-Brown强度准则和地质强度指标估算了硬石膏岩体强度;运用FLAC^3D5.0建立数值仿真模型,评价了硬石膏采房群的整体稳定性。基于广义Hoek-Brown强度准则的单元安全系数法(ESFM),定量分析了硬石膏采房群的局部稳定性。结果表明:该硬石膏开采完形成的采房群围岩体塑性区大量贯通,房柱基本破坏;房柱围岩单元的单元安全系数介于0.9~1.1之间,处于欠稳定状态甚至不稳定状态;该硬石膏采房群整体稳定性和局部稳定性差。因此,应优化硬石膏的采矿方法或采取必要的支护以保证安全生产。研究结果为采房群稳定性分析提供了参考。     

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。     

坚硬岩体中巨跨硐室围岩稳定性影响因素研究

为了研究巨跨硐室围岩体的结构、强度及其赋存的地应力环境指标对硐室围岩变形的影响,基于正交试验原理,选取了硐室围岩岩石块体强度,结构面间距、黏聚力和摩擦角,硐室断面的高跨比及区域地应力7个相对独立的影响指标,采用数值模拟方法,综合分析了各因素对硐室拱顶沉降变形的影响.并以此为基础,采用分段导数累加法分析了各因子对硐室围岩...     

地下洞室震害类型及破坏程度影响因素数值分析

通过对世界各国实际震害资料的搜集整理,综合分析得出地下洞室地震破坏形式有山体边坡破坏造成的结构破坏、洞口塌方、洞室横断面错动破坏、沿相交断层产生较大位移、围岩剥落、支护或衬砌扰动或变形等。运用数值模拟技术,分析地下洞室震害程度影响因素。计算结果表明地震烈度越高,洞室越易遭受破坏;圆形洞室动力稳定性较好;建在均匀、坚硬的岩石中的地下洞室不易遭受地震破坏;地下洞室所处区域地应力越大,其位移动力响应值较小;地下洞室衬砌刚度增大在一定程度上将会加大震害程度;洞室出口段容易遭受地震破坏。