龙滩水电站地下厂房洞室围岩弹塑性数值分析

根据龙滩水电站地下厂房的工程地质条件与开挖设计，采用二维弹塑性有限元法对地下洞室群围岩进行了数值模拟计算，研究了开挖过程中及完成后围岩的变形与应力、各洞室之间的相互影响，提出了设计与施工建议。     

锦屏二级水电站地下厂房围岩稳定分析

锦屏二级水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙地下洞室群,工程区地质条件较复杂,节理发育,断层较多,高边墙及洞室间岩柱的稳定性是洞室设计的关键.采用FLAC3D软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,为洞室设计提供了科学依据与技术指导.     

基于GM模型的地下采区地应力反演分析

针对某铁矿无法直接得出准确初始应力场的问题,在考虑自重应力与构造应力的综合作用下,构建GM有限元数学回归模型,建立两者的多种线性组合回归方程,并根据现场地应力实测值进行采区地应力的反演计算分析,得出了较为准确的地下采区地应力状态,可作为数值模拟计算的基础,为后续的正常开采提供了重要的参数依据。     

岩滩水电站地下厂房洞室群围岩稳定性分析

随着我国水利水电工程的发展,出现了许多的大跨度、高边墙地下洞室,洞周围岩的稳定性是设计和施工过程中关注的关键问题之一。根据岩滩水电站扩建工程地下厂房洞室群的布置情况,结合洞室围岩地质条件,采用FLAC^3D程序建立了数值分析模型。对施工开挖过程进行了模拟,研究了洞室群围岩开挖后的位移场、应力场和塑性区的分布特征,揭示了应力集中部位和围岩潜在破坏部位的分布规律。分析结果表明断层切割、洞室交叉是影响洞周围岩稳定性的主要因素,未与洞室切割的岩脉对洞周围岩稳定性影响不大。最后综合评价了洞室的稳定性,得到了一些有益结论。     

大型洞室施工期稳定性分析

根据施工期监测资料对某地下电站洞室岩石力学参数及地应力采用非线性二维有限元进行验证计算。在此基础上对开挖围岩的应力与变形进行了分析,研究了不同开挖顺序及喷锚支护等措施对围岩开挖位移与应力的影响。最后对地下厂房洞室围岩的整体稳定性作出评价并提出最优开挖加固方案。     

不同屈服准则弹塑性本构的工程应用和比较

选择屈服准则是岩土工程数值分析重要环节。目前主流的数值分析软件主要采用MohrCoulomb准则、内接圆Druker-Prager准则、外接圆Druker-Prager准则和Zienkiewicz-Pande准则。分析了各个屈服准则的优缺点,并将其分别应用于某地下厂房洞室群开挖稳定分析,通过对比边墙位移、拱顶沉降、水平应力、垂直应力、塑性破坏区指标,研究岩土工程数值分析中采用不同屈服准则对洞室稳定性的影响。     

大型洞室施工期稳定性分析

根据施工期监测资料对某地下电站洞室岩石力学参数及地应力采用非线性二维有限元进行验证计算。在此基础上对开挖围岩的应力与变形进行了分析，研究了不同开挖顺序及喷锚支护等措施对围岩开挖位移与应力的影响。最后对地下厂房洞室围岩的整体稳定性作出评价并提出最优开挖加固方案。     

水电站深部洞室群应力恶化效应初探

结合新疆某水电站的深部洞室群稳定性研究工作, 利用三维弹塑性有限元方法, 详细研究了水电站3个洞室的应力场在开挖过程中的变化规律, 发现了“洞室群应力恶化效应”, 即后期的洞室施工对邻近洞室的应力场有恶化效应, 加剧了前期开挖洞室的应力集中。这一规律的发现将对深部洞室群稳定性控制具有非常深远的意义。     

大型地下水封洞库主洞室稳定性研究

地下洞室的稳定性问题是地下洞室设计、施工所需面对的一个核心问题,通过对洞室围岩稳定性进行分析,可以了解洞室开挖后围岩的应力重分布状态、变形情况,分析出洞室围岩是否发生塑性变形及塑性区范围,为洞室的尺寸、轴线方向、洞室间距等设计及洞室开挖方法及顺序提供参考。采用数值计算方法对大型水封石油洞库的一个主洞室进行分析,模拟实际的开挖工序,分析了不同等级岩体内不同截面形状、不同截面尺寸地下洞室围岩的应力、变形分布情况及其稳定性。     

爆破震动对既有洞室影响的数值模拟

根据某抽水蓄能电站地下厂房洞室群爆破开挖工实例,应用动态有限元程序,采用ALE算法和Lagrnge算法相耦合,建立简化模型,用集中装药代替实际的分散装药,模拟研究洞室的应力场和速度场特点,分析爆破震动对既有洞室的影响因素.结果表明,水平速度明显高于垂直速度,临近爆源的隧道直墙上部周边振动速度最大,且出现多次峰值.应力最大值分布规律表明迎爆侧和背爆侧的受力特点完全不同.模拟结果与现场测试数据基本吻合.     

地下厂房硐室开挖及大体积混凝土浇筑仿真分析

以某水电站为工程背景,采用Autocad与FLAC^3D-Extruder地质建模软件建立三维数值分析模型,之后借助专业分析软件FLAC^3D对地下厂房硐室开挖及大体积混凝土浇筑全过程进行三维数值模拟计算,主要研究地下厂房硐室开挖及混凝土浇筑全过程中硐室围岩的应力、应变、塑性区变化特征以及锚杆、喷层支护结构的受力特征。研究结果表明：采用分期开挖方式,在施工过程中不会出现异常情况,采用锚喷支护后,硐周的围岩稳定特性较好,锚杆和喷层受力状态较为合理,说明所采用的施工开挖方式和选择的锚喷支护参数是可行的。该研究成果具有一定的指导意义,可为工程管理、开挖支护及监测设计提供参考依据。     

大型地下洞室围岩稳定的三维有限元分析

使用三维有限元数值分析方法,研究了某大型水电工程大跨度、高边墙地下厂房围岩应力场的分布规律,预测了开挖后围岩破坏区的分布范围及最大变形量,评价了厂房的围岩稳定性。     

地下厂房围岩位移确定性因素影响模型法研究

认为开挖与断层是地下厂房围岩位移的最重要影响因素。在此基础上,提出利用"确定性因素影响模型法"对地下厂房围岩位移进行预测的思想,着重阐述了"断层影响模型"和"开挖进尺影响模型"的理论依据,模型建立的方法与推导过程,并推导出影响地下厂房围岩位移的"双因素模型"。最后在实际工程中验证了所推导的预测模型,结果表明,新的模型预测精度高,可以应用于实际工程。     

水布垭地下厂房围岩应力分析研究

应用ＲＯＣＫＹ分析程序对清江水布垭水电枢纽地下厂房区围岩原始应力场及开挖地下空间后的应力场进行了有限元非线性数值模拟,所得结论已成为水布垭设计的依据。     

某大跨度地下厂房开挖过程变形监测研究

结合白山水电站抽水蓄能工程地下厂房施工实例,介绍了地下厂房开挖过程中的变形现场监测过程。监测地下厂房变形的仪器包括多点位移计和收敛计。随着同一施工层的继续向前开挖,引起地应力的进一步释放,导致地下厂房岩壁的向内移动,现场变形观测数据对于及时修改支护参数和开挖计划起到了关键的作用。     

煤矿井下巷道矿压显现规律及控制研究

井下巷道开挖以后,围岩应力重新分布,并伴随围岩变形破坏,造成巷道损坏。运用理论分析、现场实测、实验模拟、数值计算等方法对巷道围岩因采掘等开挖工序引起的应力场段位移场的改变规律进行了系统的研究,取得了一定的结论,为有效进行回采巷道围岩控制奠定了理论基础。     

基于位移增量的高地应力下硐室群围岩蠕变参数的智能反分析

深部高地应力下硐室围岩蠕变力学参数不准已成为制约岩体工程理论分析和数值计算发展的"瓶颈"问题,因而确定可靠的岩体蠕变参数服务于工程实际成为重点关注的课题,为此提出基于位移增量敏感性分析的高地应力下硐室群围岩蠕变参数的智能反分析方法。该方法基于描述深部高地应力条件下围岩蠕变随时间破坏特征的分数阶微积分的蠕变本构模型,取较为典型的主硐室顶拱位移、拱肩位移和边墙位移作为表征围岩的特性指标,从参数敏感性分析着手,确定模型中对位移较为敏感的5个蠕变参数(瞬时剪切模量、黏性系数、黏弹性剪切模量、黏弹性系数、分数阶系数β),并遵循"大值原则"和"敏感性原则"提取位移增量数据,输入主厂房和主变室等不同位置的现场位移增量监测信息建立多数据融合的适应度函数,采用均匀设计方法构造各参数不同水平组合的学习样本和训练样本,通过遗传算法与神经网络相结合的智能优化算法在解的全局空间进行搜索,确定反演蠕变参数值,最终通过灰色关联度和后验差法联合校核位移增量实测值与计算值。实例分析结果不仅表明智能优化算法获得的硐室围岩蠕变参数可靠性高,也验证了该法的有效性和合理性,同时为深部高地应力大型硐室长期稳定性评价时参数确定提供一个新手段。     

低地应力区地下洞室初始和二次应力离散元模拟

采用了二维离散元法，以西北某市水利地下洞室工程为例，对低地应力状态下洞室开挖前后，初始应力和围岩二次应力及其相应特征，进行了二维离散元数值模拟研究。该项研究工作，将有助于进一步研究低地应力条件下洞室围岩稳定性和围岩变形破坏机理，因此它具有重要的理论价值和实际意义。     

非均匀水平地应力的数值模拟效果与计算模型几何形状之间的关系

在地下开挖工程稳定性分析的数值模拟中,初始地应力模拟的正确与否将会对计算结果的可靠性产生非常重要的影响。初始地应力的模拟主要是通过计算模型边界条件来实现的。对于非均匀的水平地应力,一般是在计算模型的侧面边界上施加非均匀荷载来实现。通过简单模型的模拟试验,发现采用这种应力边界条件对水平地应力的模拟效果与计算模型的几何形状之间有一定的关系:计算模型的宽高比越大,模拟效果越不理想,与实际的地应力状况相差越大。解决这一问题的方法有两种:(1)使计算模型的宽高比尽量等于或小于1;(2)约束计算模型侧面边界的水平位移,在计算域内部给水平地应力直接赋值。     

基于采空区模拟的错层位外错式巷道位置选择研究

为了研究错层位外错式巷道布置法中下区段沿底巷道位置选择问题,首先通过理论计算对302工作面的顶煤应力分区进行划分。采用FLAC3D数值模拟软件对采空区进行充填模拟计算,并以此为基础对错层位工作面开挖后垂直应力及塑性区分布情况进行分析,最后综合考虑理论计算及采空区充填处理的数值模拟计算结果,确定下区段沿底巷道水平错距为3m。结合错层位外错式所具有的空间位置关系提出区段间相邻巷道联合支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对实验结果进行验证,最终结果认为该巷道布置及支护方案有利于减少煤柱留设尺寸,提高资源回收率,同时可以对区段间相邻巷道起到良好的控制作用。