惠州抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁施工期与运行期受力分析

选取地下厂房区域的典型地质剖面作为研究断面,采用有限差分法模拟了地下厂房的开挖与支护、岩壁吊车梁的建造及运行状态,重点分析了主厂房开挖过程中及运行条件下岩壁吊车梁与围岩的受力和变形状态.在此基础上,对洞室围岩及岩壁吊车梁的稳定性进行了评价.     

洪屏抽水蓄能电站地下厂房岩壁梁岩台精细化开挖技术

岩壁吊车梁是地下厂房的重要建筑物,系通过长砂浆锚杆将钢筋混凝土吊车梁牢牢地锚固在岩台上,形成岩壁梁和岩体共同受力的结构。因此,岩台开挖质量将直接影响到桥机的运行安全。洪屏抽水蓄能电站地下厂房岩壁梁岩台开挖在吸取同类工程经验的基础上,进行了系统的爆破试验研究,采用了一系列关键施工技术,通过精细化施工,确保了岩台的开挖质量。     

三峡工程地下厂房岩壁吊车梁的稳定性分析

三峡地下厂房岩壁吊车梁的施工及运行期的稳定性是工程设计中所关注的主要问题之一。采用有限元法模拟厂房的开挖、岩壁吊车梁的建造及运行,同时还考虑在边墙断层部位岩体中布设预应力锚索,分析了围岩、岩壁吊车梁的变形及受力状态,研究了预应力锚索的加固效果,对厂房围岩及岩壁吊车梁的稳定性作出了评价。     

地下厂房岩壁吊车梁及邻近层爆破开挖施工技术的探讨

抽水蓄能电站岩壁吊车梁是整个地下厂房系统的关键部位,岩壁梁岩台爆破开挖成型效果直接影响梁体受力和运行。岩壁梁混凝土浇筑完成后,相邻部位爆破开挖过程中如何避免爆破对岩壁梁结构造成振动损伤是蓄能电站施工质量控制重点。文中以文登抽水蓄能电站为例,研究地下厂房岩壁梁及邻近层的爆破开挖中采用的光面爆破、梯段爆破、预裂爆破技术,进一步总结隧道爆破开挖超欠挖和振动速度控制技术,为类似工程提供参考。     

Unwedge程序在水利工程块体稳定性分析中的应用

结合杨房沟水利工程地下厂房洞室群结构面及优势节理展布特征,并利用Unwedge软件,对地下厂房的岩体稳定性进行了研究,结果表明,Unwedge在潜在失稳块体的分析中具有较高的实际应用价值。     

绩溪水电站地下厂房岩壁梁精细化开挖技术

文章针对绩溪水电站地下厂房岩壁梁具有的施工地质条件复杂、承受载荷大、开挖厚度大、质量要求高和工期异常紧张等施工难点,贯彻精细化施工理念,通过合理的规划开挖顺序、及时调整边界光爆孔位置、预锚锁口技术和爆破试验确定合理的爆破参数等技术,形成了一套针对绩溪水电站地下厂房岩壁梁开挖的精细化施工技术,并取得了良好的应用效果,确保了工程的开挖质量。岩壁梁岩台开挖过程中平均半孔率为97%,开挖面平整度为0cm～5 cm,岩台孔壁无爆破裂隙,岩壁梁上下拐点基本上在一条直线上。     

地下厂房岩壁吊车梁施工与运行期全过程数值仿真分析

以佛子岭抽水蓄能电站地下主厂房为背景,采用数值仿真分析软件Phase2对地下厂房岩壁吊车梁建造与运行期全过程进行数值仿真分析,探讨轮压荷载施加时机、地应力场、围岩力学特性对地下厂房与岩壁吊车梁受力特征的影响。分析结果表明:(1)吊车梁结构合理,支护参数可行,只要围岩自身的稳定性得到保证,则岩壁吊车梁是稳定的;(2)厂房开挖过程中,施加轮压荷载可以使岩壁吊车梁提前进入运行期,加快施工进度;(3)构造应力对吊车梁内锚杆应力影响显著,使锚杆应力大大增加,但是考虑构造应力可以适当减小吊车梁内最大拉应力量值;(4)吊车梁变形及其锚杆应力主要受围岩性质的影响。     

张河湾抽水蓄能电站岩壁吊车梁混凝土裂缝控制分析

岩壁吊车梁是利用锚杆将钢筋混凝土吊车梁锚固在岩壁上的一种结构物。张河湾抽水蓄能电站岩壁梁以其内实外光的施工质量领先于国内技术水平。本文作者就岩台开挖、锚杆安装、配合比设计、锟凝土浇筑以及保温养护等施工的控制措施进行了全面的说明。     

东风水电站地下厂房岩壁吊车梁的 二维分析及其检验

简要介绍了东风水电站地下厂房岩壁吊车梁结构的设计和实践，用有限元对岩壁吊车梁结构进行了较确切的二维分析，并和现场试验结果进行了对比，二者基本一致。结果表明吊车梁的主要承载构件受力很小，结构完全可靠。最后分析了吊车梁主要承载构件（斜拉锚杆）受力不大的力学原因。     

复合单元法在地下厂房岩壁吊车梁中的 应用与验证

 针对某水电站地下厂房岩壁吊车梁,进行复合单元法和普通有限单元法的比较计算。研究的重点是岩壁吊车梁与围岩的接触面、锚杆与围岩的接触面以及锚杆穿越岩壁吊车梁与围岩接触面等部位,并且考虑地下厂房开挖施工、吊车梁安装和运行的过程。比较复合单元法和普通有限单元法的计算特点与计算效率,研究结果表明：在离散模拟加锚节理岩体方面,复合单元法和普通有限单元法的结果非常接近;复合单元法能给出更多应力–应变的细节,且前处理更加简便。研究结果还表明：由于复合单元法以大量的计算代替前处理工作,因此计算时间大为增加。     

基于MATLAB的岩石隧道掘进机可视化模拟

本文对隧道掘进机的不同类型进行了模拟建模程序编写,建立了隧道掘进机对开挖面岩体的作用力的分析方法,以及探讨了在原有块体理论程序应用平台BLKLAB中实现隧道掘进机存在情况下进行开挖面块体稳定性可视化分析的可行性。本研究为隧道掘进机对开挖面岩体作用力与扭矩简化分析及编程应用提供了新的思路,并为隧道掘进机可视化实现提供了编程可行性的例证。最后,对在开挖面块体稳定性可视化分析的时如何考虑隧道掘进机进行了讨论,为原有程序平台的拓展奠定了基础。     

复杂岩石块体识别的单元重构–聚合方法

 为解决工程岩体开挖中含有复杂开挖边界时的块体识别问题,提出岩石块体识别的单元重构–聚合方法。首先,引入成熟的网格划分技术,通过建立网格模型(如有限元模型),实现对复杂开挖边界的精确模拟;其次,采用基于单元重构技术的结构面建模方法,将分布于岩体内的结构面建入网格模型;然后,提出基于单元聚合技术的块体构建方法和考虑有限性结构面时的单元组处理方法;最终可实现基于网格模型的复杂岩石块体识别。该方法识别所得的块体系统基于网格模型,块体的所有特征信息均可通过模型的单元和节点提取,块体的可视化也可在既有网格模型图形显示平台上实现。算例验证表明,当将结构面分别考虑为无限延伸和有限延展时,该方法的块体识别和稳定分析成果均与通用块体分析软件的结果一致。进一步将该方法应用于水电站大型地下洞室群的块体识别,可证明其应用于复杂岩石块体识别的有效性和优越性。因此,该方法是一种能够考虑复杂工程岩体开挖边界的岩石块体识别的新方法,其实现过程独立于基于拓扑原理的传统块体识别思路,为块体稳定分析提供了新的实现途径。     

关键块体理论在百色水利枢纽地下厂房岩体稳定性分析中的应用

介绍了关键块体理论的工程应用技术，包括不定位块体分析、定位块体分析、随机块体分析、块体形态分析与显示、块体稳定性分析及支护措施建议等。在不定位块体分析中，根据节理平均长度假定块体的最大边长，分析块体几何形态特征，进行洞室内最大块体形态分析与显示，由此确定在支护中需要针对性考虑的关键块体，再根据块体几何特征与结构面抗剪强度，分析块体稳定性及所需的锚固力；在定位块体分析中，通过调查实际结构面出露情况，分析块体的实际形态，包括凹形块体的形态，并进行稳定性分析与支护设计校核；在随机块体分析中，随机生成结构面网络并进行随机块体搜索。在这套工程分析技术研究中，发展了一些新技术，如假定块体最大边长分析块体形态、凹形块体形态分析与显示、块体稳定性分析与锚固支护建议等。     

基于数值分析的岩石块体稳定性评价一般性方法

 为解决岩石块体在各种复杂条件下的稳定性评价问题,在已有的岩石块体识别的单元重构–聚合方法基础上,进一步提出基于数值分析的块体稳定性评价一般性方法。该方法以含有块体信息的网格模型为出发点,首先引入界面单元,实现块体–围岩结构面滑移和脱开的模拟。其次,提出可动块体的定义和基于数值分析的块体运动形式判别方法。然后,基于结构面强度折减思路,提出块体安全系数定义和加固分析方法,从而实现基于数值分析的块体稳定性评价。该方法相比于刚体极限平衡法,能够考虑初始地应力、围岩变形和非滑面抗剪性能对块体稳定性影响,且在一定条件下,分析结果可与刚体极限平衡法结果基本等同。最后,通过算例验证了该方法的可靠性、有效性,并论证了其与刚体极限平衡法分析结果的关系。算例结果同时表明：该方法可综合考虑块体几何形态、块体埋深和块体出露高度对其稳定性的影响,能够适应复杂条件下工程岩体开挖过程的块体稳定性评价。该方法与已提出的块体识别方法,构成一套有关岩石块体的“识别–可动性判别–运动形式确定–稳定性评价–加固分析”的完整方法体系,总体平行于当前块体力学分析的常用方法(如块体理论),为研究块体在各种复杂条件下的稳定性演化提供了新的实现思路。     

平台对滚石停积作用试验研究

 平台对危岩体失稳后运动有很好的减速拦阻作用,是危岩体防治的有效措施。设计了平台停积作用试验,采用多元非线性回归模型对滚石在平台上的停留位置以及平台平均阻力系数进行研究,分析停留位置和平均阻力系数分别与滚石质量、形状、滚石到达平台时的速率以及平台表面粗糙程度等因素之间的关系以及各因素的相关性,并对多元非线性回归模型进行预测;同时,特别分析了滚石质量对停留位置的影响。结果表明：(1) 滚石停留位置和平均阻力系数与滚石质量、形状、滚石到达平台时的速率以及平台表面粗糙程度等影响因素的关系均可采用多元非线性回归关系式表示,并且预测值与实际值可较好吻合;(2) 滚石质量、初始位置(边坡高度)和平台表面粗糙程度对滚石停留位置有较大影响,表现为滚石质量越大,边坡高度越大,滚石在平台运动的距离越远。所得结果为将平台作为危岩体防治措施时确定平台的宽度提供依据,对坡面地质灾害的防治有指导意义。     

双滑面岩质边坡稳定性极限平衡计算方法

基于极限平衡理论,综合考虑张拉裂缝积水深度、滑面出流缝是否堵塞、坡顶超载、地震荷载效应以及被动块倾角等因素的影响,推导出了多影响因素条件下含主控弱面双滑面岩石边坡抗滑稳定性系数的表达式,并分析了几种相关参数组合对双滑面破坏岩石边坡稳定性的影响。分析表明:滑面出流缝被堵塞比滑面出流缝未堵塞时对边坡稳定性的影响更大,边坡稳定性随着坡顶张拉裂缝积水深度增加、坡顶附加荷载增大、地震影响效应的增大而减小,在滑面出流缝未堵塞的情况下被动块倾角为20°时双滑面岩石边坡抗滑稳定性系数最大,滑面出流缝被堵塞的情况下被动块倾角为9°时双滑面岩石边坡抗滑稳定性系数最小。针对工程实际,提出了相应的工程建议。     

开挖卸荷条件下大型地下硐室块体稳定性的 对比分析

 运用FLAC3D软件对三峡地下电站主厂房的典型边墙和顶拱块体分别进行三维数值模拟分析，对比分析其模拟结果表明：(1) 边墙块体在水平垂直厂房轴线(x方向)和铅直(y)方向上应力均表现出卸荷特征，特别是x方向。其变形主要以向开挖区卸荷回弹变形为主；(2) 顶拱块体在x方向表现为压应力，其值随开挖逐渐增加，而y方向只是在开挖初期卸荷，但随后面的开挖有逐渐回升的趋势。其变形在x方向为挤压变形，y方向块体下部向下变形，而上部因挤压而表现出向上变形；(3) 大型地下硐室开挖过程中，块体的应力–形变场特征对顶拱块体稳定是有利的，而对边墙块体是不利的。因此，通常的极限平衡分析结果，对边墙块体是偏高的，而对顶拱块体是偏于保守；(4) 提出通过变形特征来定性判断块体整体稳定性和通过塑性区分布规律来定量评价块体的局部稳定性的方法。     

The characterization of rock slope stability using key blocks within the framework of GeoSMA-3D

Considering the uncertainty and complexity of the influencing factors, the present study focused on the multi-level and multi-index evaluation system for analyzing rock slope stability. Quantitative analysis of the influence degree of the evaluation index on the rock slope stability was carried out by extension theory. The most significant factors affecting rock slope stability and the corresponding evaluation index were obtained. Further, the study presents a concept about the instability characterization coefficient of the key block, which is an important factor controlling slope stability. With this coefficient implemented into the search module of key blocks in the program Geotechnical Structure and Model Analysis-3D (GeoSMA-3D), developed by the corresponding author’s team, a further determination and visualization of key blocks were achieved. However, in many previous studies, there was no good correlation between the theoretical key blocks and the actual rock slope engineering, which led to derailment between theoretical analysis and practical engineering. Hence, this paper proposed the characterization safety factor of rock slope stability that combined the instability characterization coefficient with the weight of key blocks. The influence degree of each key block on rock slope stability was determined by the size of the instability characterization coefficient of key blocks. The weight of each key block on the slope stability was determined by combining this coefficient with the analytic hierarchy process (AHP). The key block information was applied to characterize the rock slope stability. The present study proposed a convenient and feasible evaluation method regarding rock slope stability. For the specific rock slope engineering, the significance of each evaluation index was determined and the most significant index was obtained. The determination and visualization of key blocks and the judgment of the slope stability were investigated, which verified the applicability and feasibility of this evaluation method.     

某潮间带风电场风机基础高平台设计

某潮间带风电场工程风机平台采用了高平台组合设计方案。整个高平台的设计由风机基础与风机安装平台组成,考虑了永久工程和临时工程相结合,一方面保护风机基础,利于陆上施工,另一方面考虑风机安装施工的要求。因为有风机安装平台,风机安装可采用陆上设备施工,平台完成后,可以保证风机基础施工基本不受潮汐影响,变海上施工为陆上施工。风机平台以大型充填砂袋填筑,堤顶设防浪墙,堤底以块石护底,护面采用栅栏板,并用块石棱体及大方块压脚。平台与邻近路堤及平台端部采用圆弧段抛石形式,加强了消浪作用,更节省了宝贵的海洋空间。工程中根据吹填袋不同部位特点采用不同材料,更加合理。     

三峡地下厂房顶拱典型块体研究

 岩石块体稳定性问题是三峡工程地下电站洞室工程的主要地质问题之一。电站主厂房洞室跨度大、边墙高，形成的临空边界宽大。本文介绍块体软件GeneralBlock的基本分析过程，并采用GeneralBlock软件建立三维岩石块体模型，对顶拱进行块体识别和稳定性分析。根据块体识别及分析结果，并考虑各块体内的组合形式，设计、施工了相应的预应力锚索或锚杆加固处理，并对锚杆、锚索和块体进行系统监测。监测结果表明，块体变形控制在2 mm以内，锚杆应力和锚索损失率保持稳定，锚固效果较好。