白鹤滩水电站岩壁吊车梁补强加固措施及稳定性分析

受复杂地质条件和高地应力的影响,白鹤滩水电站右岸地下厂房下游侧岩壁吊车梁开挖成型较差,岩台缺失率较高。为此,根据其实际开挖成型情况,提出两种补强加固措施,并采用有限元法对补强加固措施进行复核计算,验证补强加固设计的合理性。基于原型观测成果,分析岩壁吊车梁锚杆、岩壁吊车梁与岩壁结合面情况和岩壁围岩变形情况,对补强加固措施进行安全稳定性分析。结果表明,岩壁吊车梁锚杆应力未超过设计值,安全系数在合理范围内;岩梁与岩壁结合面开合度最大值分别为0.17、0.12mm,岩梁、附壁墙与岩壁基本呈压应力;岩壁围岩变形基本趋于稳定;荷载试验期间,各监测数据增量都较小。可见岩壁吊车梁补强加固措施设计安全合理。     

乌弄龙水电站运行期岩壁吊车梁稳定性预测分析

为预测乌弄龙水电站运行期岩壁吊车梁的稳定性,依据乌弄龙水电站地下厂房岩壁吊车梁原型监测数据,分析岩壁吊车梁在洞室群开挖卸荷过程的围岩应力、变形及锚杆应力特征;运用三维整体数值模拟进行反演及动态反馈分析,仿真计算岩壁吊车梁运行期变形及应力特点;通过原型监测和仿真模拟,评估岩壁吊车梁的安全稳定性。预测结果表明,岩壁吊车梁能安全运行,与实际运行情况一致。研究成果可为同类工程提供参考。     

基于中高地应力地区条件下的地下厂房岩壁吊车梁开挖技术

文登抽水蓄能电站地下厂房位于埋深约360m山体内,地下厂房岩壁吊车梁地质条件以Ⅰ-Ⅱ类围岩为主,处于中高地应力地区,本文介绍了爆破参数选择、工艺控制措施、爆破振动测试、开挖效果总结分析等工程实践内容,以保证岩壁吊梁开挖成型率,确保施工安全与质量.     

白鹤滩水电站左岸地下厂房岩壁吊车梁承载特性分析

岩壁吊车梁是地下厂房重要的支撑结构,其安全稳定性尤为关键。基于原型观测结果,分析了受到洞室开挖卸荷作用和吊车荷载作用下岩梁锚杆受力、岩梁与围岩结合面情况和围岩变形情况,对岩壁吊车梁进行承载特性分析和安全稳定评价。结果表明,围岩开挖卸荷引起岩体较大的深部变形和应力调整,岩梁锚杆应力水平较高,在开挖完成后,各监测数据趋于稳定;锚杆应力值、锚索荷载未超过设计强度;岩梁与岩壁最大开合度1.24mm;岩梁荷载试验期间,各观测数据增量均较小。总体上,岩壁吊车梁安全稳定,能够满足生产运行要求。     

岩体结构面和蚀变对地下厂房岩壁吊车梁的影响分析

岩壁吊车梁是地下厂房中常见的承载构件，由于直接支承在围岩上，岩壁吊车梁的稳定性受围岩地质条件影响较大。以丰宁抽水蓄能电站二期地下厂房岩壁吊车梁为例，通过对地下厂房岩体结构面特征、岩体蚀变效应及岩壁吊车梁原位观测资料进行深入解析，阐释了岩壁吊车梁锚杆应力和围岩变形的分布规律，并深入分析了吊车梁锚杆应力同围岩变形、地质条件、施工进程等之间的关联，解译了岩壁吊车梁锚杆应力和围岩变形偏大的原因，最终揭示了岩体结构面和蚀变对岩壁吊车梁稳定性的影响机理。研究结果可为岩壁吊车梁结构设计、施工组织和安全论证提供技术支撑，具有实际工程意义。     

高地应力地下厂房岩壁吊车梁结构安全性分析

对于高地应力区地下厂房，岩壁吊车梁浇筑完成后下部厂房洞室开挖可能会对吊车梁产生不利影响。对此，采用三维弹塑性有限元法分析了某地下厂房岩壁吊车梁施工期和运行期应力变形、梁体锚杆受力及梁体的稳定性。结果表明，在高地应力场中，岩壁吊车梁会产生较大变形，梁体和岩壁结合面会出现较大的拉应力，在吊车梁浇筑完成后的3期内梁体应力变形增大，随着开挖部分远离梁体，梁体应力变形变化趋于平缓，梁壁结合面安全系数增大，为类似工程中吊车梁浇筑和洞室施工提供了参考依据。     

岩体流变对岩壁吊车梁锚杆应力的影响

流变是岩体的固有力学性质,对地下厂房开挖和运行的安全稳定性具有重大影响。但岩壁吊车梁设计时多采用仅考虑岩壁吊车梁自身所受荷载的刚体极限平衡法,忽略了围岩变形尤其是岩体流变变形的影响。因此,结合某水电站地下厂房工程,建立地下厂房系统有限元模型,基于岩体Drucker-Prager弹塑性本构关系和考虑时间硬化的等效流变原理,研究了地下厂房开挖过程和正常运行10年后岩体流变对岩壁吊车梁锚杆应力的影响。结果表明,在地下厂房正常运行10年后下游顶部第一排受拉锚杆在长度6.72 m处应力值达317.83 MPa,随着地下厂房运行时间的延长,岩壁吊车梁锚杆应力值逐渐变大,但应力变化速率逐渐减小,有必要采取工程措施,以便防止随着时间的延长岩体流变量逐渐增长,从而使岩壁吊车梁锚杆发生屈服。     

高中间主应力下地下厂房高边墙围岩补强支护及效果评价

地应力高、岩石强度应力比低和中间主应力偏高是猴子岩水电站地下厂房的主要地质环境特征,且施工期高边墙围岩稳定性问题普遍、突出。结合开挖揭示的高地应力、围岩坚硬较完整和局部节理裂隙较发育等工程地质环境条件,在总结施工期围岩变形破坏特征和分析监测资料的基础上,研究了高中间主应力条件下地下厂房高边墙围岩补强支护措施,并对其效果进行评价。结果表明,补强支护处的边墙围岩变形速率减小,位移得到了收敛,说明支护合理、有效,为类似工程的围岩补强支护和安全控制提供了借鉴。     

某水电站地下厂房岩锚吊车梁三期浇筑可行性分析

针对中-高地应力的西部地区水电站地下厂房岩壁吊车梁的浇筑时机对自身受力和变形影响较大,基于西部某水电站地应力反演,采用弱化单元和接触单元模拟岩锚梁与围岩接触部位之间特殊的力学行为,并结合开挖方案对不同阶段浇筑岩梁的受力和变形进行了计算分析.计算结果表明,该水电站地下厂房岩锚梁结构的三期浇筑可行有效,且能大幅降低施工难度,缩短施工工期.     

某水电站大型地下洞室群围岩支护模拟分析

针对某水电站大型地下洞室群中大跨度、高边墙等因素对围岩稳定性的影响,采用有限差分法建立了大跨度、高边墙地下洞室群的三维计算模型。通过对比无支护与支护条件下的数值模拟结果,研究了支护对围岩应力、位移及塑性区分布的影响。结果表明,在开挖形成大跨度、高边墙的过程中,洞周围岩位移、应力值受影响显著,塑性区分布范围较大;施加支护后,洞周围岩变形减少了约23%,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。     

CCS水电站地下厂房施工过程中围岩稳定性分析

CCS水电站地下厂房由主厂房和主变室组成,为超大断面地下洞室,其开挖过程中围岩应力、变形等特征决定着地下厂房施工和运营过程中的安全性和可靠性。通过分析工程地质条件,选取#8机组剖面建立地质概化模型,采用有限元程序Phase 2建立数值分析模型,基于弹塑性本构关系对施工开挖和支护进行数值模拟,研究开挖过程中围岩变形场、应力场及塑性区的分布及变化特征。结果表明,洞室顶拱的变形和应力集中主要产生在当层开挖,后续开挖对其影响较小,围岩趋于稳定;主厂房、主变室洞周岩体均呈现出向岩体内延伸的塑性区,塑性区岩体的破坏以剪切破坏为主;锚杆和喷混凝土支护对围岩的变形影响较小,对围岩的应力集中、拉应力区和塑性区有一定程度的改善。该研究结论和方法为地下厂房的施工开挖和支护设计提供了参考。     

乌东德地下厂房层面小夹角判定及支护设计

乌东德地下厂房洞室群赋存于陡倾下游的层状浅变质岩中,上游边墙易产生沿岩层层面的剪切滑移变形,下游边墙易产生倾倒变形,且变形程度与岩层走向和厂房纵轴线之间夹角的大小密切相关。为明确不同夹角对地下厂房洞室群围岩变形与稳定的影响,并为层面小夹角洞段的判定提供依据,采用三维离散元法,分别分析夹角为0°、10°、20°的情况。结果表明,夹角小于20°时,洞周围岩位移量值水平及其塑性区分布范围及深度明显增大,而夹角分别为0°、10°时,计算结果差异较小;据此,定义夹角小于20°的洞段为层面小夹角洞段。同时提出了支护设计参数,目前左右岸地下厂房开挖已完成,监测结果验证了支护设计的合理性。相关思路及方法可为同类工程提供参考。     

三里坪水电站地下厂房洞室群开挖后围岩稳定性分析

根据三里坪水电站地下厂房工程地质条件及洞室群布置情况,采用二维有限元软件Phase2建立典型的Mohr-Coulomb岩体弹塑性模型进行数值模拟分析。结果表明,未采取支护措施时主厂房、主变室应变及围岩塑性区较大,采取支护措施后洞室群围岩位移变形、应力、塑性区均满足设计的围岩稳定性要求。     

某地下洞室全长粘结式锚杆受力特性分析

为研究全长粘结锚杆锚固界面应力传递机理,建立了锚固界面应力计算模型,基于锚固界面弹性状态下锚固体与围岩协调变形假定,构建了锚杆内力与围岩位移之间的数学模型,利用有限元弹塑性数值模拟推导了沿杆长方向锚杆轴力与剪力的分布函数,并考虑接触面的损伤劣化,引入损伤变量,建立了损伤状态下锚杆应力修正与锚固支护效应力学模型。对某水电站地下厂房开挖过程中吊车梁锚杆受力特性的分析结果表明,本文方法合理、有效。     

三板溪水电站地下厂房岩锚吊车梁在施工中的缺陷处理

地下厂房的地质缺陷和超挖往往对岩锚梁的锚杆受力、梁体变形以及岩锚梁与岩壁的结合面产生不良影响,本文对三板溪水电站岩锚吊车梁施工过程中的缺陷成因和处理措施进行了研究,最后对岩壁整体超挖时对锚杆拉力和岩壁抗滑稳定系数的影响进行了敏感性分析。     

地下厂房岩锚吊车梁三维有限差分分析

应用三维有限差分法,采用FLAC3D程序对洪屏抽水蓄能电站地下厂房的岩锚吊车梁进行数值模拟。对锚杆受力情况、轮压荷载影响范围、锚杆与接触面关系、接触面受力状况、梁体受力及位移情况进行了分析,得出有意义的结论和建议,对岩锚吊车梁的设计提供了参考价值。     

基于点估计—有限元法的地下厂房开挖变形与扰动的概率分析

大型地下厂房沿轴线方向一般可达几百米,导致岩体材料参数存在一定的空间变异性,采用确定性参数取值必然导致分析结果与工程实际之间存在差异,影响厂房的围岩扰动和稳定性判断。对此,将点估计—有限元的概率分析方法应用到地下厂房围岩变形的概率分析中,研究岩体力学参数空间变异的概率处理方法对围岩稳定性的影响;通过分析围岩变形及扰动,提出了一种基于变形标准差的围岩开挖扰动敏感性判断方法。以某抽水蓄能电站为例,采用正态分布描述了围岩力学参数的空间变异性,进而设计了16种地下洞室群围岩开挖稳定性分析方案。结果表明,采用考虑岩体力学参数空间变异性的概率分析方法能够准确判断出围岩各部位可能的变形量值,为稳定性判断提供更准确的依据;基于提出的开挖扰动敏感性判断方法能直接描述围岩开挖形成的关键扰动区域,在研究案例的地应力和节理分布等地质条件下,开挖扰动敏感区域主要为高边墙处。