引水隧洞穿越褶皱翼部洞段围岩稳定性数值模拟

褶皱区域地质构造和应力的分布与传递比较复杂。文章以辽宁省胜利水电站发电引水隧洞为例,建立有限元计算模型,对褶皱岩层环境下引水隧洞开挖及支护后的应力和位移特征进行计算分析,结论对穿越褶皱区的地下洞稳定性分析,并提出相应的支护建议具有一定的借鉴意义。     

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。     

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。     

某水电站引水隧洞局部洞段围岩变形失稳机理分析

本文从围岩工程地质条件和岩体物理力学特征对某水电站引水隧洞4个局部洞段围岩的变形特征、变形破坏原因及支护方式进行了分析和探讨,指出了引起该洞段围岩变形的不良、不利工程地质性状因素,以及施工方式和理念等方面的因素,并对隧洞施工方式提出了建议。     

引水隧洞围岩受力变形的数值分析

引水隧洞处于岩溶区时,其围岩变形特点会受到岩溶位置、发育等因素影响,它的围岩变形规律和常规隧洞有较大的区别。以某水电站引水隧洞为背景,将现场变形监测和有限元模拟两种研究手段相结合,综合分析围岩的变形特点。研究结果表明：模拟得出的围岩变形规律与现场监测得出的变形规律基本一致,均表现为距离溶洞较近的隧洞左侧变形要大于距离溶洞较远的隧洞右侧变形;并且左边墙在水平方向上的变形约是右边墙的2倍;位移增量最大的部位是拱顶处,接着是边墙的水平位移量,腰拱处水平位移值最小;与隧洞距离较短的溶洞右侧在水平方向的变形和溶洞顶部下沉量最大,其他位置的变形量比较小。     

岩浆岩地区引水隧洞的简易围岩分类法

岩浆岩地区引水隧洞的简易围岩分类法,是通过国内外比较通用的四种围岩分类方法,在福建省泉州市龙门滩引水工程的引水隧洞具体评价的基础上总结出来的,该方法排除了一些次要的影响因素,把对隧洞围岩评价的重点放在岩体的风化状态,岩体的完整程度和结构面方位的影响三大因素上,使得评价具有定性与定量相结合、实用和可操作性,特别对勘察阶段引水隧洞的评价,有着实际意义。     

基于数值模拟的水工隧洞围岩变形规律研究

为研究水工隧洞围岩变形特性及合理的计算方法，本文依托某实际引水隧洞工程，采用数值模拟分析该引水隧洞围岩应力和变形规律。结果表明：隧洞的变形主要集中于拱顶和拱底位置处，拱顶位置下沉较大，拱底发生隆起变形，最大变形量为0.1m，实际工程中应重视拱顶支护，以防掉块和塌方事故；隧洞开挖过程中，由于应力集中，主应力的最大值主要出现于隧洞的底角位置处。此外，在侧墙和洞顶交界处应力相对较大，应力分布规律与实际情况比较吻合；采用HSS模型能够考虑土体的硬化特征，且得到的计算结果与实测数据最吻合。工程中优先考虑采用HSS模型进行水工隧洞的设计和计算。     

某水电站引水隧洞开挖支护数值模拟研究

选取引水隧洞与断层和不整合带相交的最危险断面,建立FLAC3D模型,考虑施工过程对围岩的劣化作用,研究了隧洞分步开挖和支护的各个施工过程中,围岩的变形及稳定性。研究表明,隧洞开挖过程中考虑围岩的劣化时,出现了明显的松动圈,说明围岩劣化对隧洞稳定性有很大影响。采取支护措施后,围岩的变形和应力均有较大改善,但仍存在局部块体的稳定问题,断层位置易产生变形和应力集中,应该引起足够的重视。     

某水电站引水隧洞断层处理稳定性分析

针对某水电站引水隧洞的断层采用混凝土洞塞和固结灌浆的方式处理,应用了FLAC3D软件进行稳定性分析,分析结果与实际情况基本吻合.可以作为同类工程的参考.     

引水隧洞进口明满流数值模拟

以雪山水库引水坝调洪演算成果和工程投资估算为依据,拟定引水隧洞断面尺寸和引水坝水位,校核水位2 449.99m时,引水隧洞出现了明满交替流流态。采用有限体积法,运用计算流体力学数值模拟软件FLUENT对不同进水口型式的引水隧洞进口段进行数值模拟。在此基础上,比较引水隧洞在明满流流态下不同进水口型式的洞内脉动压强和水流速度沿水流方向变化情况,分析得出喇叭型进水口可更好的改善过流条件,减小明满流的不利影响。     

不良地质引水隧洞开挖支护应力变形数值模拟研究

选取围岩强度低、变形量大的不良地质段为代表断面进行计算分析,建立了FLAC3D模型,研究隧洞开挖支护围岩的变应力变形情况。结果表明:隧洞的开挖破坏了围岩的原始应力场,隧洞径向轴力释放,切向应力集中,隧洞顶拱位置形成了比较明显的开挖松动圈。隧洞支护后,支护措施承受部分围岩压力,围岩应力得到改善,隧洞围岩变形明显减小,开挖断面变形整体趋于均匀,隧洞周边塑性区有所改善,因此支护措施对围岩变形起明显的限制作用。     

渗流对高崖头隧道围岩稳定性影响的数值模拟研究

隧道开挖过程中,地下水渗流作用对围岩的稳定性存在较大影响。针对洛阳至栾川高速公路高崖头隧道的具体情况,采取有限差分软件FLAC3D,建立三维模型,研究了考虑渗流作用和不考虑渗流作用情况下围岩的位移值,并与现场监测值进行对比验证,进而利用数值模拟的结果分析了隧道围岩的稳定性。研究结果表明:在考虑渗流作用下拱顶下沉和周边位移均大于不考虑渗流作用的情况,与现场监测值更为接近,隧道围岩处于稳定状态,研究结果对施工实践有一定的指导作用。     

软岩引水隧洞施工开挖过程围岩变形规律研究

以云南省滇中引水工程某段软岩引水隧洞建立实体模型,应用三维显式有限差分法程序FLAC3D对其施工开挖过程进行三维数值模拟。计算结果表明,软岩隧洞受到开挖面的空间约束效应,围岩应力逐步释放,相应围岩位移也逐渐增加;在横断面上,拱顶围岩沉降位移沿竖直径向的空间效应主要影响范围在3倍洞径(3D)左右,而拱腰围岩水平位移和拱底隆起位移在1.5D左右;掌子面向前推进过程中,掌子面的空间效应逐渐消失,拱顶、拱底位移在施工开挖面后方约2.5D~3D处趋于稳定,拱腰位移在约2D左右趋于稳定,围岩变形收敛:软岩隧洞需要及时施作初期支护,以提高围岩自承能力,限制位移的增长速度。     

引水隧洞开挖支护方案围岩稳定的非线性有限元模拟

将围岩与衬砌结构看做整体承载结构,将围岩结构视为弹塑性体,结合工程实例,采用ABQUS非线性有限元软件,对Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段进行模拟计算,从塑性变形的角度分析围岩稳定性并提出合理支护方案.模拟分析结果为:Ⅳ类围岩稳定性较差,支护处理后,顶拱塑性区基本消失;Ⅴ类围岩稳定性很差,必须进行超固处理.研究结果对同类型其他引水隧洞工程围岩稳定评价及支护设计具有一定指导意义.     

含节理岩体深埋引水隧洞围岩稳定性分析及优化设计研究

针对某水电站引水隧洞实际地质情况,采用离散单元法,深入研究了含节理岩体深埋引水隧洞初始应力、开挖锚喷支护及运行期工况下围岩应力分布情况及变形特点.研究成果表明:洞室开挖后顶拱及边墙部位顺节理方向变形突出,受围岩拱效应的影响底板出现较大位移,且局部存在应力集中现象;塑性区及锚杆拉应力呈明显不对称分布状态,节理对岩体整体稳...     

地震条件下引水隧洞动力响应分析

当工程所处坝址地震烈度较高时,为了保证引水隧洞的安全,需要进行考虑地震荷载作用下的硐室稳定性研究.以某引水隧洞工程为例,运用数值模拟方法进行地震动力模拟,从而作出引水隧洞的稳定性评价,以期分析成果和研究方法可以为其他相关隧洞工程设计提供参考与借鉴.     

安城水电站引水隧洞围岩分类及支护

安城水电站引水系统中设无压隧洞２座，决长８０９ｍ采用水电地下工程围岩分类法对２座引水隧洞围岩进行分类，其中Ⅱ类围岩３００ｍ，Ⅲ类围岩４０７ｍ，Ⅳ类围岩１０２ｍ，根据不同围岩级别，采用喷混凝土，挂钢筋网喷混凝土和混凝土衬砌三种支护措施，效果良好。