彭水电站尾水洞施工开挖过程数值分析

通过弹塑性有限元计算,对乌江彭水水电站尾水洞开挖过程进行了数值模拟.分析了施工开挖中洞周围岩位移的变化规律和开挖完成后围岩的应力和变形;探讨了由于开挖卸荷引起的岩体力学参数降低对围岩变形、应力的影响.在此基础上,对设计采用的锚固支护措施的加固效果及围岩稳定性作出了评价.计算分析表明:尾水洞群由于洞室开挖洞径大,洞室岩柱相对单薄,围岩开挖变形量较大,各洞最大位移在40～70 mm之间,相邻洞室间岩柱塑性区基本贯通,洞室高边墙的稳定问题将显得较为突出;设计喷锚支护措施处于正常承载状态,能够满足围岩稳定性要求.     

水布垭地下厂房开挖施工过程的数值仿真分析

采用三维非线性有限元方法对水布垭电站地下厂房开挖施工过程进行数值模拟分析，数值仿真分析采用MARC软件。主要包括以下内容：开挖的数值模拟，非线性求解，有限元计算，计算成果的位移分析，应力分析和屈服区分析等。研究整个开挖过程中围岩及洞面的变形状态，应力状态，屈服区分布以及洞室群的整体稳定性，为施工提供依据。     

向家坝水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

 采用三维弹塑性损伤有限元数值分析法对向家坝地下厂房洞群围岩稳定性进行了分析论证。探讨了围岩力学参数以及围岩力学模型对洞周塑性区、应力与位移的影响,通过多种方案计算和比较,论证了向家坝地下厂房大型洞室参数、支护形式、支护参数的合理性。综合分析后认为：向家坝水电站右岸地下厂房洞室群的成洞条件较好,围岩基本是稳定的,经过锚喷支护后整体稳定是有保证的。     

地下洞室群稳定分析中的围岩强度及支护强度敏感性研究

从某工程的实例出发,通过三维有限元计算,重点分析了不同方案下的围岩破坏区、洞周位移、洞周应力及锚杆、锚索应力等方面差异,并研究了围岩强度及支护强度与地下洞室群稳定之间的相互关系。     

大型地下洞室开挖支护弹塑性损伤有限元分析

应用弹塑性损伤有限元理论,采用增量荷载变刚度迭代法,对地下厂房洞室群的稳定性进行三维数值模拟,以判定地下厂房洞室群布置、施工开挖顺序、围岩支护参数的合理性。模拟计算结果表明:围岩的破坏区基本限制在洞周2~6 m范围内,洞周位移为2~5 cm,围岩应力分布较均匀,整体稳定状态较好,说明采用的开挖方式和锚固支护参数基本是合理。但在洞室交岔口和断层穿过的部位,锚杆应力和洞周位移偏大,在断层处局部破坏范围也较大,这些部位的稳定条件稍差,在施工中可增加一些随机锚杆和锚索进行支护。通过施工过程中监测数据与计算结果的对比分析,验证了三维弹塑性损伤力有限元计算的正确性。     

某抽水蓄能电站地下厂房开挖有限元分析

利用大型岩土工程有限元分析软件GTS对某抽水蓄能电站地下厂房洞室群工程进行了数值计算分析,计算真实反映了实际地质条件以及实际开挖顺序、支护手段。研究了在复杂地质条件下洞室群围岩的开挖变形形态与应力状态,分析了围岩塑性区的分布及地下厂房洞室群的围岩稳定性。     

三维地质建模在亚碧罗水电站地下洞室群围岩稳定分析中的应用

针对大型地下洞室群围岩稳定分析问题,通过建立工程场区的三维地质模型,较好地模拟了工程场区的复杂地质条件,采用三维有限元分析软件FLAC3D,对亚碧罗水电站地下洞室群围岩稳定进行了三维计算分析,获得了洞周围岩变形与应力特征和塑性区分布,计算结果表明:洞室围岩总体稳定性较好。     

大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析

丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群的施工期围岩变形具有量值大、时效特征明显、不同深度围岩均可能发生变形的特点。为研究该地下厂房围岩变形时效特征,基于工程地质条件和监测数据,开展围岩变形机制研究。分析结果表明:地下厂房围岩变形的分布特征和时效特性,既与围岩在开挖卸荷后所出现的岩体质量下降、围岩强度减小、岩体蚀变现象有关,也与围岩内存在节理裂隙或断层等不连续地质结构在开挖卸荷作用下易发生张开或错动有关。采用由伯格斯流变模型与带拉伸截止限的摩尔-库伦塑性屈服准则组合而成的复合黏弹塑性模型,进行围岩流变力学参数反演,获得了与监测值吻合较好的围岩变形和变形时程曲线计算结果。根据洞室群围岩开挖支护稳定性分析结果,可知截至主厂房第V层开挖支护完毕,洞周围岩局部变形和塑性区深度均较大,且塑性区贯穿主厂房和主变室洞间岩柱,围岩稳定性总体较差。因此,主厂房在第V层开挖完毕后暂停继续下挖,专门进行洞室群的系统性加强支护是必要的。     

江垭电站地下厂房洞室围岩监测与分析

为监测江垭水利枢纽地下厂房洞室围岩的稳定性 ,在地下厂房的 3大洞室共布置了 4个观测断面并埋设各类测试计 478支 ,随着洞室开挖过程进行监测设施埋设施工和观测。监测成果反映了施工期洞室围岩的位移变化、应力分布状态 ,经与有限元计算成果比较 ,其位移变化、应力分布规律一致。洞室局部曾出现过几条裂缝 ,通过对裂缝观测成果及成因分析 ,已进行了处理。根据对地下厂房洞室围岩监测与分析 ,对洞群围岩稳定性的初步评价是 :厂区岩体较坚硬完整 ,锚喷支护后的围岩变形较小 ,锚杆应力值不大 ,几条洞室局部曾出现的裂缝经过处理 ,已不再发展。因此施工期间地下厂房洞群围岩整体稳定性较好 更多还原     

复杂地质条件下大型地下洞室群围岩稳定性研究

断层等软弱地质结构面是控制地下洞室群围岩稳定的主要因素。以某水电站大型地下厂房为例,采用三维非线性有限元法分析了地下洞室群的围岩稳定,建立了考虑优势断层结构面的地下洞室群三维有限元模型,对比分析了有、无支护方案下洞周围岩位移场、应力场及塑性区分布。结果表明,洞周围岩变形受断层影响显著,断层贯穿部位多发生应力突变,断层出露部位塑性区分布范围较大;施加支护方案后,围岩变形得到了有效控制,应力集中和围岩塑性区分布范围均有所减小。     

卡拉水电站地下洞室群稳定性分析及洞室间距优化研究

不利地质构造及软弱地层是卡拉水电站地下洞室群围岩稳定控制的关键性因素，鉴于此，采用离散元方法建立了包含不同级别结构面及软弱地层的节理岩体模型。在节理岩体模型的基础上，对处于优化设计阶段的卡拉水电站进行洞室群稳定性分析以及主副厂房洞和主变洞间距优化研究。数值计算结果表明：地下厂房洞室群整体稳定性较好，地下厂房区围岩具备成洞条件；但存在软弱地层T₃z^2-5区域围岩变形较大，局部区域节理相互切割易造成块体滑落等工程地质问题，需要对其重点关注；结合洞群开挖后围岩内场量的分布情况以及经济指标和力学指标，从定性和定量角度对洞室间距进行了优选，最终确定主副厂房洞和主变洞间距50 m为最优方案。相关研究成果对于卡拉水电站洞室优化、安全施工具有一定指导意义。     

大岗山地下厂房洞群施工开挖围岩稳定性分析

为分析大岗山水电站地下厂房洞室群施工开挖过程中围岩的稳定性状况,采用多元回归分析方法反演了厂区初始地应力场,提出了厂区初始地应力的分布函数;根据建立的地下厂房三维数值计算模型,获得洞室开挖后围岩位移场、应力场和塑性区的变化规律。计算结果表明:大岗山地下厂房洞室群开挖后围岩整体是稳定的,洞周分布的软弱岩脉是影响围岩稳定的关键因素,在地下厂房施工过程中,必须对软弱岩脉和开挖暴露的破碎带进行超前注浆加固处理。计算成果有效指导了工程的设计与施工。     

地下厂房不同开挖程序对围岩变形和稳定性的影响

结合糯扎渡地下厂房洞室群布置情况,采用数值仿真计算方法,对比分析地下厂房不同开挖方案的围岩变形及破坏发育程度,研究了地下洞室群不同开挖程序对围岩稳定性的影响.     

岩体动态施工力学与动态规划原理在工程中的应用

提出了岩体动态施工力学这一新的研究方向及其原理,先以二滩工程洞室群不同施工方案的围岩非线性数值稳定分析为例,说明施工顺序优化研究的重要性。再以广蓄电站洞室群的施工方案优化问题为例,应用动态规划原理,用洞周破损区面积表示收益函数,给出一种搜索洞室群最佳施工方案的方法。最后结合广蓄电站地下洞室进行了四种不同应力情况下的优化分析,并评估了实际的施工步骤的稳定性。     

东非某大型水电工程地下洞室群稳定性研究

以东非某大型水电站为研究对象,建立地下洞室群的三维数值模型,基于Hoek-Brown破坏准则确定岩体力学参数,采用等效方法模拟系统支护效果,模拟洞室群七层开挖及支护的全过程,分析、对比围岩的变形、二次应力及塑性区等力学响应和整体稳定性。计算表明,Hoek-Brown准则是实用及可靠的;开挖后洞室变形、应力松弛、塑性区深度等均不显著,洞室整体稳定性良好,局部交叉部位需加强支护;采取系统支护后,上述力学响应均明显减弱,表明了支护的有效性;分析结果为后续的设计及施工提供重要依据。     

大型地下厂房洞室群开挖顺序优化研究

地下洞室群的开挖顺序是影响洞室围岩稳定性的主要因素之一.结合拟建双江口水电站厂区地形地质条件及洞室群结构特点,采用三维弹塑性有限元法,研究不同开挖工序下洞室群围岩的应力场、位移场及破坏区分布规律,对围岩的稳定性进行分析,并以开挖过程中对周围岩体的扰动破坏体积最小、应力集中程度最小、最大位移最小作为优化准则,提出了较优的...     

溪洛渡水电站右岸地下厂房洞室群稳定性及错动带位置敏感性研究

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,重点计算比较了加固前后溪洛渡右岸地下厂房洞室群洞周围岩变形特征、应力分布状态及扰动区分布范围,给出了洞周不稳定块体的部位及其破坏形式,讨论了主厂房顶部的错动带出露位置对顶拱稳定性的影响,为今后支护优化设计提供参考。     

白鹤滩水电站地下厂房位置及轴线选择设计

白鹤滩水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙巨型地下洞室群。工程区地质条件较复杂,柱状节理玄武岩发育,层间层内错动带形状差,地应力复杂。地下洞室群围岩稳定成为地下厂房位置及轴线设计的关键。综合考虑地质条件、枢纽布置等因素,对拟定的不同轴线方案采用FLAC3D软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,推荐了最优的地下厂房位置及轴线方向,为枢纽布置格局确定奠定了基础。     

福建云霄抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

根据地质探洞揭露的厂房区域地质资料,建立三维数值计算模型,进行地应力反演和围岩稳定计算。通过对围岩的变形、塑性区和应力特征进行分析,对地下厂房洞室群围岩的三维整体稳定进行分析评价。     

高地应力地下厂房洞室群围岩稳定分析

通过对某水电站地下厂房洞室群围岩稳定数值计算及模型试验成果分析,初步探讨了高地应力条件下深埋地下洞室脆性围岩的破坏特性、洞室稳定性分析方法及支护设计要点.