复杂地质条件下引水隧洞围岩稳定性分析

地下工程具有广阔的发展前景,而其围岩的稳定性关系到工程的施工安全以及运行安全。采用有限元分析方法,对计算模型的有限变形原理、洞室参数的选择进行了介绍。依托柳坪水电站引水隧洞工程,依据相关设计参数,建立三维整体模型,模拟了复杂地质条件下引水隧洞在开挖不支护、开挖支护完成后、地震工况条件下围岩稳定性计算结果,说明隧洞围岩主要受到压应力的作用,且通过衬砌能有效地控制围岩变形。并对结果对比分析,得出了3种工况的安全系数均大于1,隧洞围岩结构稳定性较好,且引水隧洞垂直方向变形均大大超过水平方向等结论,为施工及结构设计提供参考。     

泸定水电站引水隧洞进口边坡稳定性分析

结合泸定水电站引水隧洞进口边坡工程实例,根据设计提供的引水隧洞边坡资料,建立剖面的有限元模型和选取相应的岩体力学参数,采用有限元法对引水隧洞进口边坡剖面进行二维仿真,分析边坡在施工开挖过程中的变形和应力,并运用岩质边坡稳定分析程序EMU2005,计算不同地震工况下引水隧洞进口边坡的最小安全系数,综合评价边坡的稳定性。     

复杂地质条件下隧洞支护结构稳定性分析

为研究隧洞支护结构在复杂地质条件下的稳定性,以新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站引水隧洞为例,使用ANSYS Workbench软件建立了热-结构耦合分析模型,用数值模拟的方法分析了高地热、高地应力、地震等荷载作用的条件下,水工隧洞支护结构的稳定性。结果表明,在围岩与一期混凝土间设置隔热层能显著提高支护结构的稳定性,当二期混凝土衬砌厚度为0.25 m且过水断面形状为圆形时,只需适当提高二期混凝土的标号并按规范进行配筋,支护结构即能满足工程安全性的要求;在高地热、高地应力条件下,支护结构的地震位移响应与衬砌厚度基本符合线性关系,衬砌厚度每增加0.05 m结构的最大响应位移平均涨幅为7.72%。但当衬砌厚度较大时,支护结构可能与地震发生较大的响应,不利于结构的稳定性。上述计算结果与结论可为实际工程提供借鉴。     

引水隧洞永久衬砌计算研究

引水隧洞的永久衬砌设计对引水隧洞安全、工程经济影响较大。目前引水隧洞衬砌计算多采用ANSYS平面有限元法,但存在一定弊端,不便模拟外水压力工况,而且计算得到的结果不能直接用于配筋设计。以厄瓜多尔德尔西水电站引水隧洞为例,系统介绍美国规范中的引水隧洞永久衬砌的设计计算方法,此方法能够简便的模拟引水隧洞衬砌各种受力工况,并且得到的内力值可直接用于配筋计算,计算结果准确可靠,便于设计人员应用计算。可为国外需要依据美国规范进行设计的工程提供参考借鉴。     

考虑松弛及蠕变特性的隧洞稳定性数值分析

随着岩体工程的不断发展,隧洞的长期安全和稳定越来越受到重视。结合工程实例,依据某引水隧洞的现场监测成果和数值模拟结果,基于开挖松弛及软岩蠕变特性对隧洞围岩稳定性进行了研究。结果表明:引水隧洞变形量主要发生在顶拱,变形遵循显著变形期→缓慢变形期→基本稳定期的规律;对于软岩隧洞,在数值模拟计算时应重点考虑软岩的蠕变特性,即软弱围岩的长期变形特征对隧洞的稳定性起着决定性作用;同时,基于蠕变模型,还可以发现围岩开挖松弛厚度亦对模拟精度影响较大。     

基于供水工程引水隧洞工程典型断面衬砌结构分析

文章以辽宁省某大型供水工程中的引水隧洞为例,对其衬砌结构的安全稳定性进行全面系统的验证分析。综合运用三维数值FLAC软件、地层和荷载结构法仿真模拟了典型断面的衬砌结构极其配筋情况,通过复核混凝土强度评估了衬砌结构的安全性。结果表明:衬砌结构的承载能力、应力能够达到引水隧洞安全稳定性和混凝土强度要求,可为保证衬砌结构施工质量和引水隧洞优化设计提供数据支撑。     

软弱围岩引水隧洞初期开挖稳定性研究

软弱围岩隧洞在引水隧洞中比较普遍,隧洞开挖后围岩的稳定性对于施工安全有着重要的意义。结合浅埋隧洞围岩稳定性理论,利用数值模拟软件,针对具体工程建立二维数值模型,对隧洞开挖进行模拟;分析在整个开挖过程中围岩竖直位移和水平位移以及围岩应力特征。结果表明,大断面浅埋隧洞在VI级围岩下最不稳定,需要重点监测,以保证其稳定性。研究结果对软弱围岩隧洞开挖稳定性具有一定指导意义。     

基于水电站引水隧洞开挖及支护技术的研究

为了保证引水隧洞的施工效率及其整体稳定性,较为全面的探究了开挖与支护技术。文章以水电站引水隧洞为例,对其开挖与支护技术进行深入地研究和分析,以期为实现隧洞引水以及建设符合相关要求的水力发电工程提供技术支持。     

引水隧洞地震响应分析和抗震措施探讨

采用数值模拟方法,以四川某引水隧洞为例,引入1995年日本神户地震波数据,对该引水隧洞模型断面的地震响应进行了研究.利用有限元软件计算该模型在运行期遭遇地震波时的位移、应力和塑性区情况,选取隧洞衬砌轮廓关键点进行了位移分析,结果表明隧洞水平向位移峰值随着埋深的增大有减小的趋势.     

深埋引水隧洞工程施工模拟模型研究

通过对隧洞工程常用施工方法的分析,认为深埋引水隧洞工程应用掘进机施工是合理的。通过对掘进机施工的深入分析,应用循环运行网络理论,建立掘进机深埋引水隧洞施工的模拟模型,利用模拟试验,研究不同施工方案下的施工成本、效率和工期,从而对整个施工系统进行优化。应用该模型对某隧洞工程施工过程进行了模拟分析,模拟结果与实际工程施工数据对比表明,模拟模型是正确可行的。     

基于数值模拟对深埋引水隧洞地震响应研究

以某城市某项目引水隧洞为研究对象,以构建的深埋引水隧洞的地震响应进行数值模拟研究为基础,通过控制变量,分析不同条件下岩体的力学特性,建立其本构关系模型。同时,分析模型情况,并在动静荷载作用下研究其岩体的具体破坏情况。结果表明,通过建立数值模拟本构关系模型,其本构关系曲线主要为直线弹性-脆性下降-理想状态3个阶段,同时考虑以应变、围压以及破坏效应为主要基础。引水隧洞经受地震条件作用时,响应过程与深埋应力结构具有差异。通过分析静动条件下引水隧洞地震响应情况,从不同轴压、围压条件以及峰值、荷载作用时间4个变量对引水隧洞的地震响应情况进行探讨。应力状况会随着轴压变大而变大,随着围压变大而变小。并且当荷载作用时间不变时,峰值荷载越小,其应力越小;当地震峰值荷载不变时,荷载作用时间越长,其应力越大。     

隧洞典型断面围岩稳定性数值模拟研究与支护设计效果分析

隧洞开挖过程中,由于开挖卸荷及扰动的影响围岩出现大变形、局部塌方等工程地质灾害,严重威胁到施工安全及进度.本研究依托杨房沟水电站引水隧洞工程,选取了典型断面,开展了数值分析研究,获得了应力场、变形场和塑性区分布特征.通过有限元数值模拟方法,对不同类型围岩区隧洞开挖后围岩稳定性特征以及初期支护效果进行分析,为优化支护设计...     

引水隧洞进口管棚超前支护参数优化研究

合理的支护参数对提高输水隧洞的安全性和稳定性,降低工程投资具有重要意义。该研究利用数值模拟的方法,对灌溉补偿供水工程引水隧洞进口管棚超前支护参数优化研究。结合研究成果和工程的经济性,认为管棚间距60cm、管棚管径150mm、管棚长度30m为最佳方案,建议在工程设计中选用。     

水工引水隧洞围岩稳定性有限元分析研究

水工引水隧洞施工过程中,常发生塌方、突涌水和岩爆等不良地质问题,直接对施工安全和工程进度造成严重影响。为准确预判围岩稳定性防止发生事故,施工开挖过程中围岩稳定性分析十分重要。文章结合工程实例,考虑多种地质条件和内水压力等因素,选取典型断面模拟隧洞在开挖和支护等多种工况下的应力变形计算分析,结论对指导引水隧洞围岩稳定性分析研究具有一定的指导价值。     

立洲水电站引水隧洞三维非线性有限元分析

引水隧洞作为一种典型的地下工程,结构复杂、地质多变,采用传统的结构计算方法已无法全面反映衬砌结构与围岩的联合受力特征。以立洲水电站引水隧洞为例,运用有限元数值模拟对隧洞围岩稳定性及结构的受力特性进行研究,较好地解决了传统算法存在的问题,供类似项目计算时参考。     

高地温隧洞温度场三维数值模拟分析

在高地温条件下,温度场是影响引水隧洞结构稳定的重要因素。为了研究不同工况下引水隧洞的温度场特性,以新疆布仑口—公格尔水电站高地温引水隧洞为依托,采用有限元仿真模拟的方法建立三维模型,对不同工况下高地温引水隧洞围岩及衬砌结构的稳态温度场特性进行了模拟计算,并取衬砌结构及围岩不同测点的温度场特性值进行对比分析。结果显示:受洞口及掌子面影响,围岩及衬砌温度随洞深增大可分为平缓段和骤升段两个阶段,且呈非线性变化。衬砌腰拱与顶拱内表面温差随洞深增大逐渐减小,且与工况有关,施工期最大值为1.26℃,运行期最大值为0.22℃。从模拟结果与实测结果的对比分析可知,实测与模拟所得围岩温度场分布特性相同。研究成果可为高地温引水隧洞热力耦合分析及其洞室稳定性提供了理论依据,同时也可为高地温区相关工程提供参考。     

拉洛水利枢纽引水隧洞施工方案分析

根据拉洛水利枢纽工程引水隧洞的实际情况,从爆破参数、洞内排水、超前支护等几个方面分析引水隧洞的施工方案。拉洛水利枢纽工程引水隧洞地质条件复杂,在施工过程中需要做好超前地质预报工作,提前做好预案,控制爆破用药量,以保证隧洞开挖后的稳定性。所介绍的方法可为类似隧洞工程开挖、施工提供参考。     

极射赤平投影图解法在坪上应急引水工程引水隧洞施工开挖中的应用

极射赤平投影是水利工程中常用的一种图解法,坪上应急引水工程引水隧洞施工开挖过程中运用此方法对各种结构面组合进行图解,分析洞室局部块体稳定性,及时发现安全隐患,并为隧洞一次支护措施提供了有效依据,满足了工程实践的要求,对隧洞开挖工程具有一定的指导意义。     

衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响研究

我国属于多地震国家,开展输水隧洞等水利工程设施的抗震性能研究具有重要意义。文章以辽宁省柴河供水工程输水隧洞为工程背景,通过ANSYS有限元分析的方法,对衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响进行数值模拟研究,结论显示提高输水隧洞混凝土衬砌的等级,会使地震应力作用下的输水隧洞应力增大,不利于隧洞本身抗震性能的改善。因此,建议采用C25混凝土进行输水隧洞衬砌施工,同时结合外部抗震带等其他工程措施,改善输水隧洞的抗震性能。     

衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响研究

中国属于多地震国家,开展输水隧洞等水利工程设施的抗震性能研究具有重要意义。文章以辽宁省柴河供水工程输水隧洞为工程背景,通过ANSYS有限元分析的方法,对衬砌混凝土等级对输水隧洞地震响应的影响进行数值模拟研究,结论显示提高输水隧洞混凝土衬砌的等级,会使地震应力作用下的输水隧洞应力增大,不利于隧洞本身抗震性能的改善。因此,建议采用C25混凝土进行输水隧洞衬砌施工,同时结合外部抗震带等其他工程措施,改善输水隧洞的抗震性能。