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。     

深埋大型地下洞室群围岩稳定性三维数值模拟

深埋大型地下洞室群开挖引起围岩应力重分布,评价各个阶段(初始和开挖状态)洞室围岩应力及位移分布特征具有较大的工程意义。以GS水电站右岸深埋大型地下厂房洞室群为工程背景,基于FLAC3D平台建立了三维地质模型,研究了深埋大型地下厂房的初始应力特征以及在施工开挖过程中洞室围岩的应力及变形特征,并对深埋大型洞室围岩的稳定性进行了综合评价。     

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 选取水布垭枢纽中部厂房设计方案的地下厂房区域，采用三维弹塑性有限元法，模拟施工开挖过程，研究了复杂地质条件下洞室群围岩的开挖变形形态与应力状态，分析了围岩塑性区分布及地下厂房洞室群围岩的稳定性，最后提出了设计与施工建议。     

二滩水电站地下厂房洞室群围岩变形机理研究

二滩水电站地下厂房是我国目前已建成的最大的地下厂房，采用三大洞平行布置，且整个洞室群处于高地应力区，在设计上布置了对洞室围岩的位移和支护应力监测，并在施工中得以实施。在土建施工过程中及完工后对监测成果进行了反馈分析，弄清了围岩产生大变形的机理。本文主要介绍地下厂房洞室群开挖过程中围岩的变形、支护应力变化特征以及岩爆现象，并探讨其原因。本成果可为高地应力区洞室开挖的监测和反馈分析的信息化设计提供参考。     

溪洛渡水电站左岸地下洞室群安全监测与分析

利用溪洛渡水电站左岸地下洞室施工期埋设的多点位移计、锚索测力计、锚杆应力计等仪器的监测资料,对溪洛渡左岸地下主要洞室开挖施工期间围岩的变形及应力进行了综合分析与评价,并与目前国内较大的水电工程地下厂房围岩变形进行了比较分析。结果表明,围岩变形受施工开挖爆破、跟进支护速度和地质条件的影响较大;锚杆应力值不大,并在开挖结束后趋于稳定;锚索锚固效果良好。施工开挖期间,溪洛渡地下洞室各项监测成果均能准确反映出洞室围岩在开挖施工过程中的变形规律。     

某电站地下洞室群围岩稳定及支护效果数值分析

利用三维拉格朗日有限差分法,研究了某电站地下洞室群围岩稳定性,模拟了洞室开挖过程和支护过程,分析了洞室群围岩的变形形态、应力状态和塑性区分布。最后,综合评价了某电站地下洞室群围岩稳定性。     

二滩水电站地下厂房的开挖与支护

二滩水电站地下厂房是我国目前最大的水电站地下厂房，其地下洞室布置集中，纵横交错，且位于高地应力区，在施工过程中曾先后发生了数十次不同规模的岩爆，为了保证地下厂房的施工进度和质量，在开挖过程中对厂房洞室的开挖程序，爆破方法、岩爆及其防范措施、高地应力围岩支护和安全保护以及围岩变形监测等方面进行了认真的研究，采取了一系列有效的措施，保证了开挖与支护的顺利进行；并为高地应力区地上洞室的开挖提供了宝贵经验     

二滩水电站地下厂房的监测及反馈分析

二滩水电站地下厂房晚国目前已建成的最大的地下厂房，布置上采用三大平行洞室，且整个洞室群位地高地应力区，在设计和施工中对洞室夺的位移和应力进行了监测，并对监测成果进行了反馈分析，文章介绍了厂房地下洞室开挖过程中围变形特征，岩爆等现象，为高地应力区洞室开挖的监测和反馈分析的信息化设计提供参考。     

长河坝水电站地下厂房围岩变形特征

以施工期变形监测资料为基础,结合地质条件、物探、监测和施工资料,对长河坝水电站地下厂房的围岩变形破坏特征进行了分析。分析结果表明:高应力区大跨度地下洞室群洞室立体交叉,作为一种非连续介质,岩体在施工过程中厂房顶拱累计变形总量小,变形深度大,每次开挖爆破震动使得变形速率呈阶梯状增大。厂房上下游边墙岩锚梁部位累计变形总量相对较大,变形时间长,变形速率随深度的增加逐渐减小;受爆破震动影响,变形曲线呈阶段性上扬。主厂房与洞室平交段变形时间长,累计变形位移量大,其变形速率大、变形深度大与岩体结构面关系不大,变形大主要与地应力较高、交叉洞段开挖卸荷以及爆破开挖后应力重新调整等有关。根据变形特征,提出了一些施工建议。     

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。     

高地应力洞室围岩变形破坏规律研究

锦屏一级水电站右岸地下厂房地质条件复杂,地应力高,对围岩稳定造成较大不利影响。统计分析了厂区地下洞室群施工期的围岩变形破坏现象,归纳出高地应力条件下地应力方向、洞室轴线方向对围岩变形破坏的影响规律。研究表明,高应力条件下洞室群围岩破坏程度除了受最大主应力控制,还与洞室规模密切相关;而且高地应力引起的围岩破坏在时间上有滞后性,需研究实施支护的合适时机。上述结论为地下洞室后续合理施工及支护提供了理论依据,也可为高地应力区洞室轴线布置和围岩变形破坏预防提供参考。     

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。     

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。     

地下厂房复杂渗流场数值分析及工程应用

以某抽水蓄能电站地下厂房为例,探讨了渗控措施对地下厂房洞室围岩渗流特性的影响。依据裂隙岩体等效-离散耦合模型,结合固定网格虚流量法和排水子结构法,建立了大型地下洞室群的渗流有限元模型;对采用防渗帷幕和排水孔幕等渗控措施的地下洞室群围岩,在不同工作条件下的渗流进行了分析。计算结果表明:渗控措施对洞室群围岩的渗流起到了良好的控制作用。计算结果可为类似工程设计提供理论依据和指导。更多还原     

地下硐室岩爆的预测及处理研究

洞室开挖过程中常发生规模大小不一的岩爆,因此合理地评价其开挖过程中岩爆发生的可能性、现场对岩爆的观测、分析研究岩爆的烈度、分布范围以及相应的预测防治处理措施具有重要的工程意义。基于此,首先从岩爆发生的基本条件、岩爆烈度分级标准、隧洞岩爆特点、地质宏观评价的角度对硐室施工过程中岩爆发生的可能性进行了评估;然后,采用较常规的岩爆的现场预测预报方法(主要采用定性方法和工程地质类比法)对该地下硐室岩爆发生的烈度进行了评价;最后提出了相应的防治措施,即施工岩爆处理措施,研究结果对高地应力区及上覆岩层较厚的地区兴建或开挖地下洞室具有重要的参考作用。     

巴基斯坦N-J水电站地下厂房边墙变形分析

巴基斯坦N-J水电站地下厂房围岩岩性为软硬相间的砂岩与泥(页)岩，围岩类别以Q4为主，且节理裂隙发育；尾水闸门操作室设在主厂房内，局部形成大跨度的洞室，施工开挖过程中下游边墙产生较大的变形。经分析，厂房布置不合理是变形大的主要原因，而地质条件差则是控制因素，加剧了变形的发展。通过调整开挖次序和增强支护措施，围岩已趋于稳定。     

金平水电站地下洞室施工的岩爆预防及处理措施

岩爆是高地应力区地下洞室开挖过程中因岩体应力释放而导致岩块骤然以爆炸形式从洞室周边飞射出岩块的现象。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。其为高地应力地区影响地下洞室施工安全顺利进行的关键因素。针对金平水电站地下洞室施工,探讨了岩爆的预防和处理措施。     

某水电站地下洞室块体稳定性研究

影响地下洞室安全的因素很多,不稳定块体是重要因素之一,因此在地下洞室开挖前,根据勘探平硐的资料,搜索出地下洞室围岩的不稳定块体,对于保证施工安全和完工后地下洞室的安全运行是非常必要的。本文以某水电站地下洞室为例,基于岩体应力变化,运用块体理论分析了围岩块体的稳定性。     

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。