三峡永久船闸中隔墩岩石力学问题研究

永久船闸中隔墩找平混凝土面裂缝关系到边坡的稳定和运行安全,对永久船闸中隔墩裂缝的情况进行调查,结合地质条件、变形监测系统、裂缝理论分析和中隔墩三维有限元分析计算,分析了裂缝的成因,并提出了工程措施。     

三峡工程永久船闸中隔墩岩体稳定性研究

三峡工程永久船闸闸室段左右线之间备受关注的岩体中隔墩曾在直立坡开挖仅十几米的情况下,其顶面找平砼就出现了裂缝,且随后似有逐渐增多之势,一时,中隔墩能否稳定受到众多质疑,亦立即引起了众多岩体力学专家和有关决策者的高度关注.为此,长江水利委员会进行了专项研究.作者为该项目地质负责人之一,从岩体的变形特征、找平砼裂缝的发育特征、卸荷松弛带岩体的性状等方面综合阐述并科学地评价了中隔墩岩体的稳定性.     

开挖顺序对三峡永久船闸三闸首中隔墩变形机制影响的研究

鉴于目前对中隔墩变形机制认识仍不统一，运用数值模拟方法研究了不同开挖顺序对中隔墩变形机制的影响，并进行了岩体参数的敏感性分析。研究结果表明，中隔墩变形的主要影响因素是开挖顺序，中隔墩出现“一边倒”是由南北两侧开挖顺序不对称引起的；F215断层的存在对南侧位移大小有一定影响，但对南侧位移向北影响很小，不可能引起南侧位移向北：中隔墩“一边倒”需要满足一定的刚度和强度条件；中隔墩呈现“一边倒”并不表明其破坏、倒塌的趋势，相反，这种变形方式却表明中隔墩的整体刚度较高，呈弹性表现。研究结果为科学地解释中隔墩变形机制提供了理论依据。     

三峡工程永久船闸中隔墩岩体变形全过程测试研究

针对三峡永久船闸勘探设计阶段已有勘探平洞的布置特点,利用船闸二闸室中隔墩中部的8#平洞主洞,在船闸开挖初期布置多点位移计测孔,实现了中隔墩岩体开挖过程中近4a的全过程监测。根据变形观测设施观测结果,对中隔墩岩体随船闸开挖的变形过程以及岩体的变形特征进行了分析,并将观测结果与数值计算结果进行了比较。最后,对中隔墩岩体的稳定性问题进行了讨论。     

三峡工程永久船闸高边坡岩体变形特征与机理分析

三峡工程船闸高边坡变形监测资料表明,岩体变形主要受开挖卸荷影响,边坡岩体卸荷松邓特征明显,具有分带性。微风化新鲜岩体变形主要是沿结构面张开实现的,从而引起岩面找平混凝土或喷护混凝土开裂。岩体变形大小与变化过程还与地质条件、施工爆破、锚固等因素有关。     

长江三峡工程永久船闸中隔墩岩体变形分析及预测

采用综合方法对长江三峡工程永久船闸二闸室至三闸首部分的中隔墩岩体变形规律进行了分析及预测。首先,运用离散单元法与有限单元法等数值模拟方法分析了该段中隔墩岩体分别在施工期和运行期的变形规律。然后,在监测数据的基础上,采用时间序列和灰色系统方法预测了岩体的变形趋势。综合分析结果表明:垂直于闸室轴线的水平位移在开挖完成后基本处于稳定状态,而在运行期有所减少;平行于闸室轴线的水平位移总体向下游发展;而垂直方向的位移先表现为回弹,后发生沉降。     

三峡工程永久船闸人字门防火设计

三峡工程永久船闸是世界上规模最大的通航船闸。若过闸的油轮(驳)在永久船闸闸室内发生火灾，油品燃烧产生的高温会使船闸钢质人字门变形，甚至烧垮人字门，闸室的水倾泻而下，着火油轮(驳)顺水冲毁闸门，直接危及整线船闸的安全。由于国内外尚无关于船闸闸室人字门防火设计的消防规范，也无已建的相似工程可资借鉴，就三峡工程永久船闸人字门的几种防火措施进行了探讨。     

三峡工程永久船闸混凝土生产与质量控制

三峡永久船闸工程通过混凝土生产系统的合理布局,先进的混凝土生产工艺和适应工程实际的混凝土生产管理模式,满足了多用户高强度混凝土浇筑需要;采取严把混凝土原材料货源质量关,建立出厂监督、施工自检、监理和业主抽检的多级质量控制体系,严格控制混凝土生产、运输、浇筑和养护各环节质量,从而确保了混凝土的质量。     

三峡工程永久船闸陡高边坡各向异性卸荷岩体力学研究

岩体工程具有加载和卸荷两类不同性质的力学状态,在此力学状态各异的情况下,节理岩体的力学特性有本质的区别。岩体高边坡工程的力学状态主要为卸荷。在三峡工程永久船闸高边坡的研究中,作者提出了“各向异性卸荷岩体力学的新概念”,得出了与目前常规岩体力学研究不同的结论。该研究成果已被多项边坡工程和地下工程实例所验证。以前应用该理论对三峡永久船闸陡高边坡的研究成果,也日益为监测资料所验证。     

三峡工程永久船闸中隔墩裂缝扩展及加固效果数值分析

 选取三峡工程永久船闸典型剖面, 采用断裂力学分析方法对中隔墩岩体不同长度及不同倾角的单条裂缝和多条裂缝情况, 进行了多种方案的裂缝扩展稳定性数值分析。对无锚、设计锚固和实际锚固程序分别开展了数值分析,并对无锚和不同锚固方式作了对比, 最后探讨了裂缝的扩展机理与有效的止裂措施。     

基于小波网络的三峡永久船闸中隔墩稳定性分析和预测模型

三峡永久船闸中隔墩的稳定性影响着船闸的安全运营，但其安全系数与控制因素之间具有很强的非线性映射关系。引入小波网络，利用其良好的时频局域化性质和强自学习功能，通过一些工程实例作为网络的训练模式，来刻划和模拟它们之间的非线性映射关系，并将训练好的网络来分析和预测永久船闸中隔墩的稳定性。分析结果表明，模型的拟合和预测精度均较高，可用于定量评价其稳定性；并且，模型具有强抗噪音能力，而这对解决实际工程问题是非常重要的。同时，设计的网络学习算法性能较优，这是由于在小波网络整个参数空间中的子空间能最小化误差目标函数。     

三峡工程永久船闸三闸首区开挖变形特征的智能分析

针对三峡工程永久船闸三闸首区闸室开挖诱发的岩体变形特征,提出了一种复杂岩体变形、应力及损伤状态的智能分析方法。分析过程中所涉及的岩体力学参数和本构模型利用现场监测到的位移进行智能识别,然后利用所确定的参数和模型,考虑动态施工和环境诱发岩体损伤的影响,对复杂岩体的变形、应力及损伤状态特征进行分析。结果表明,由智能计算得出的中隔墩顶面和两侧边坡直立墙的变形趋势与实测情况较吻合,而且开挖区表层附近出现较大区域的塑性区,直立墙和中隔墩的中上部出现拉应力区,直立墙底部拐角处出现压应力集中现象。     

论三峡永久船闸中隔墩北倾变形机制

三峡永久船闸中隔墩在开挖期间出现了北倾变形现象。针对这一问题,从岩石力学基本思想的角度将其定位成一个结构面控制的局部问题。据此对现场地质条件、监测资料、开挖和加固与变形之间可能的关系进行了综合分析,论证了北倾变形的局部性和结构面控制特点,认为在闸室开挖初期阶段,两侧闸室的不均匀开挖是引起北倾变形的主要因素。在开挖中期,不均匀开挖起作用的同时,普遍存在的北倾结构面开始发挥重要作用;后期在对北倾结构面控制的中隔墩北侧潜在不稳定块体进行加固的同时,也把一部分荷载转嫁给南侧岩体,成为导致北倾变形的主要因素。针对变形的非连续特点,建立了三峡船闸基于非连续力学的三维离散远模型,论证了这一机理的可能性。     

三峡永久船闸高边坡深部岩体变形及地应力变化特征

为了解三峡永久船闸施工期及运行期深部岩体的变形及地应力变化特征,利用已有的8#勘探平洞,预埋多点位移计及地应力监测传感器,实施了近10 a的中隔墩岩体变形全过程及3 a施工期岩体地应力变化监测。根据深部岩体变形监测结果,对船闸施工期间及通航以来中隔墩岩体的变形发展特征进行了分析;其次基于地应力变化监测成果,研究了实测的岩体应力值与数值模拟结果、变形值反演结果之间的关系。     

三峡永久船闸高边坡安全监测

在深入分析永久船闸高边坡安全问题的基础上，提出了安全监测设计的基本原则；针对三峡船闸高边坡中的稳定性问题，提出了具体的监测要求：最后给出了具体的监测部位(断面)及监测项目和仪器的优化布置方案。实践表明，该方案是可行的，系统提供的监测数据能相互协调，互相印证。     

三峡永久船闸岩石高边坡工程稳定技术

在阐述船闸高边坡工程特点的基础上，论述了该工程实施的技术路线，并重点介绍了工程规模、岩体支护、防渗排水、施工程序与爆破控制和监控技术，最后得出了施工期边坡总体和局部稳定、总体变形基本控制在预计范围内的结论。