小湾地下厂房洞室群施工通风的动态优化

地下洞室群施工通风具有随时空变化的动态特性，本文采用动态规划和投入贴现的方法研究了国家重点工程云南小湾水电站超大地下厂房洞室群施工通风计算和投入费用优化，计算分析表明，进行施工通风时间和空间分段动态优化不仅切合地下工程的施工实际，而且使施工通风的动态投入减少。     

电站地下洞室群施工通风的动态模拟

良好的施工通风不仅是劳动安全的必须，也是创造良好的施工环境条件，提高工作效率，加快施工进度的重要保证。因此，地下洞室群施工过程中的通风问题越来越受到人们的重视。地下洞室群施工通风设计及设备选型和布置，有赖于施工通风参数风量和风压及正确计算。在进行地下洞室施工通风设计时，除应抓住最大风量和最高风压这两个控制因素，还必须正视施工通风的动态特性。即应正视随着地下洞室施工的进展、施工工作面大小、位置的相应变化，对施工通风的风量和风压要求也随之变化。     

复杂地下洞室群施工动态演示系统研究

采用动态演示技术研制开发了地下洞室群施工过程的二维动态演示系统和三维动态演示系统，把复杂的地下洞室群施工过程用运动着的画面形象地描绘出来，为直观充分地掌握了解地下洞室群施工过程提供了有力的分析工具，极大地提高了地一洞室群施工组织设计的现代化水平。研究成果在溪洛度地下洞室群施工组织设计中获得了成功的应用。     

岩体地下洞室块体稳定性分析及对策

针对地下洞室块体稳定问题,以江门地下实验站为背景,基于块体理论和块体稳定分析程序UNWEDGE,通过开挖过程中的节理统计,对不同节理组合条件下的块体进行了稳定分析,采用UNWEDGE计算得出了块体的安全系数,对于安全系数不满足要求的块体,提出了采用锚杆及喷射混凝土的支护加固措施,支护后块体安全系数均大于2.5,保证了块...     

地下水封洞库洞室轴线方向优化方法

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。     

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。     

电站厂房地下洞室开挖围岩稳定分析

针对地下厂房洞室开挖的围岩稳定性问题,通过建立包括原导流洞、主副厂房、尾水洞、厂房周围岩体、断层及主要软弱夹层的三维有限元模型,采用非线性有限元分析方法,模拟了洞室的分层开挖过程,分析评价了洞室开挖后围岩的稳定性。     

基于三维离散元法的地下洞室定位块体地震响应

为分析定位块体在不同支护工况下的地震响应特征与动态稳定性响应,以大岗山水电站地下厂房为工程实例,采用块体理论和三维离散元软件(3DEC)建立了安装间某典型定位块体数值模型,并将围岩模拟开挖位移与实测变形监测数据进行对比,论证块体与结构面力学参数及相关模型建立的合理性。对比该定位块体在不同支护工况下的地震响应规律与动态稳定性,结果表明,应用离散单元方法分析块体地震响应与稳定性是可行的,锚杆支护对定位块体具有较好的抗震作用。     

地下洞室围岩稳定判定分析

地下洞室稳定性问题是一个复杂的非线性力学问题。通常伴随着变形非均匀性、非连续性和大位移等特点,影响洞室稳定的因素众多,关系错综复杂。找出一个普遍适用的定量失稳判定是困难的,目前大多数判定是以周边允许收敛量和允许收敛速率的形式给出的,以此判定围岩是否稳定。     

地震荷载作用下地下厂房围岩稳定的离散元计算方法研究

 对离散元动力计算方法的理论基础进行了探索,主要是离散元动力计算的实现过程,边界条件和动力荷载的输入问题。在此基础上以某大型水电工程的地下厂房为例,计算在静力和地震荷载作用下,围岩的变形破坏情况,并监测了岩体不同时间速度和位移的变化情况。计算方法与成果可以为地下厂房的抗震工程设计提供指导。     

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。     

基于QUAKE/W的顺层岩质边坡动力响应特征及稳定性分析

选取哈大线DK50+ 900-DK51+ 500处的岩质边坡为分析对象,结合工程地质资料,运用QUAKE/W和SLOPE/W模块耦合建立数值模型,计算其在动力作用下特定监测点的位移与加速度并分析其响应特性.在上述分析的基础上进一步耦合计算岩质边坡在地震作用下安全系数随时间变化的规律,并得到其整个过程的稳定性,将结果同拟静力法进行比较.结果表明地震作用下边坡位移和加速度最大值均出现在边坡中上部,稳定性总体显著降低,局部时段存在安全系数增高现象,与实际相符合.     

大型地下洞室上层爆破开挖对下层围岩振动特性的影响

某地下实验厅采用上、下层同时爆破开挖,最后进行贯通的开挖施工方案。采用现场爆破试验监测的手段,研究了上层水平钻孔爆破开挖时下层围岩的质点峰值振动速度及频率特性,分析了上层爆破开挖对下层围岩动力稳定的影响。研究结果表明,大型地下洞室上层水平钻孔爆破开挖时,爆炸地震波能量主要向下层岩体传播,致使下层洞室顶拱处的振动速度大于上层底板相同距离处的振动速度;爆破振动主要以剪切波(SV波)的形式向下层岩体传播,下层洞室围岩在平行于炮孔纵轴向(实验厅纵轴向)方向上的振动速度最大;由于上层的爆破振动以体波的形式在岩体内向下层传播,下层围岩的振动频率更高。     

基于三维激光扫描的地下洞室危岩体识别与监测技术

采用三维激光扫描技术对白鹤滩左岸地下厂房进行全域扫描建模,定量获取了已掉落块体的空间位置、形状、体积等信息,识别和监控潜在失稳块体,并结合地质力学特性,基于块体空间变形监测结果初步分析了其潜在失稳破坏机理。结果表明三维激光扫描技术可为地下洞室群危岩体的全域无接触识别、监测提供新途径,具有较高的应用价值与广阔前景。     

复杂地质条件下洞室围岩初始地应力场研究

初始地应力场的确定是地下洞室稳定性评价的基础.在对现场实测地应力资料分析的基础上,研究了断层等地质构造对初始地应力场分布的影响机理,指出岩体变形模量比是影响应力的关键因素之一.研究了能反映断层引起应力释放效应的初始地应力场反演分析的变刚度方法.考虑与不考虑断层影响情况下的某工程初始地应力场的计算结果和实测结果对比表明,考虑断层影响的结果与实测结果更接近,从而证明了断层应力释放效应作用及基于岩体变刚度的初始地应力反分析方法的合理性.     

基于Q系统与数值模拟的地下岩洞锚喷支护参数研究

针对山东某地下水封液化石油气库工程,基于洞室截面尺寸和场区结构面发育特征,采用Q系统计算出特定Q值洞室围岩段的初步锚喷参数。基于场区地应力分布特征,采用GSI和Hoek-Brown准则建立起Q值与岩体等效力学参数的联系。基于3DEC离散元,分别从连续和非连续围岩角度对锚喷参数进行校核,并基于超载安全系数法评价支护结构的安全性。结果表明:连续围岩条件下,锚喷支护对围岩位移的控制作用明显,锚杆的最小安全系数为2.75,喷层的安全系数为1.25,表明锚喷参数是安全、合理的;非连续围岩条件下,由于出现局部失稳块体,锚喷支护破坏失效;Q系统不针对局部块体失稳问题,表明结合离散元等数值模拟技术进行综合设计的必要性以及施工期对局部失稳问题进行提前甄别的重要性。     

地震荷载作用下的地下洞室渗流场动态响应分析

在岩体地下洞室工程中,地震作用对洞室稳定的影响一直是工程界普遍关注的问题,但却忽略了地震作用对地下洞室渗流场的影响。以泰山抽水蓄能电站典型洞段地下厂房为研究背景,在洞室开挖稳定后,进一步考虑地震荷载对地下水渗流场的影响,探究渗流场在非线性动力荷载作用下的演变规律,为洞室的正常运行和实际工程维护决策提供理论依据。     

三峡溢流坝段动力特性及动力反应分析

本文应用有限元的数学模型,计算了三峡溢流坝——库水——基础系统的动力特性,并用反应谱理论和时程分析计算了坝体动力反应。分析结果表明:该坝型有利于提高抗震能力,地震对坝的稳定和应力状况均能满足设防要求。最后还提出了进一步改善坝的动态特性的建议。