立洲水电站引水隧洞衬砌结构与围岩固结圈联合受力分析

立洲水电站引水隧洞长16.7km,地质条件复杂,围岩较差,开挖揭露Ⅲ类围岩占总长的16％、Ⅳ类围岩洞段占总长的65％、Ⅴ类围岩洞段占总长的19％,Ⅳ类、Ⅴ类围岩所占比例约达84％,承担水头40～140m,采用DI/T5195-2004《水工隧洞设计规范》的公式法计算配筋较大.结合现场固结灌浆试验及其检测成果及类似工程经验,根据相关文献资料数据调研,适当提高围岩固结圈物理力学参数,并应用于有限元分析计算.结合引水隧洞衬砌结构力学法配筋成果、有限元法配筋成果,从计算原理及边界条件、工程类比、工程效益、施工因素等方面综合分析,选择适合该工程隧洞的衬砌钢筋型式,考虑一定的安全余度,是符合实际的、合理的.     

洞松水电站引水隧洞结构型式优化设计

洞松水电站引水隧洞结构设计中,拟定圆形与平底马蹄形两种过流断面进行分析比较,计算过程采用边值法、有限元法进行计算,计算结果分析表明引水隧洞采用圆形断面较马蹄形断面配筋相对减小,钢筋间距相对增大,更能保证施工期混凝土浇筑质量,圆形隧洞断面运行期可更好地发挥衬砌结构与围岩联合承受内水压力作用,衬砌结构的应力状态均匀,工作条件好,对地质条件适应性更强,更能保证工程运行安全,并节省工程投资。     

丹巴水电站引水隧洞开挖期围岩流变分

依托丹巴水电站引水隧洞开挖工程,考虑隧洞不同深度围岩的受力特点将围岩进行分区,把加载流变试验和卸载流变试验参数分别赋入,计算得到了隧洞围岩衬砌的弯矩与轴力分布,可作为衬砌厚度及配筋设计等方面的参考要素。给出了80%、85%预留量条件下的衬砌所受轴力,各向同性与横观各向同性本构计算出的最危险工况内力叠加,以便在考虑流变条件下的衬砌厚度选取。     

高压长引水隧洞衬砌结构分析

水工引水隧洞在水利水电工程中应用广泛,采用不同的衬砌形式及配钢筋量对隧洞工程的投资与工期有着决定性的作用,进而影响到电站的经济效益与运行安全,在高水头、高埋深条件下尤为突出.基于国外某水电站工程引水隧洞设计展开研究,参照国内外相应设计规范,采用公式法、边值法、有限元法等不同方法对不同围岩类别条件下衬砌配筋进行了计算分析...     

丹巴水电站引水隧洞开挖期围岩流变分析

依托丹巴水电站引水隧洞开挖工程,考虑隧洞不同深度围岩的受力特点将围岩进行分区,把加载流变试验和卸载流变试验参数分别赋入,计算得到了隧洞围岩衬砌的弯矩与轴力分布,可作为衬砌厚度及配筋设计等方面的参考要素。给出了80%、85%预留量条件下的衬砌所受轴力,各向同性与横观各向同性本构计算出的最危险工况内力叠加,以便在考虑流变条件下的衬砌厚度选取。     

引水隧洞永久衬砌计算研究

引水隧洞的永久衬砌设计对引水隧洞安全、工程经济影响较大。目前引水隧洞衬砌计算多采用ANSYS平面有限元法,但存在一定弊端,不便模拟外水压力工况,而且计算得到的结果不能直接用于配筋设计。以厄瓜多尔德尔西水电站引水隧洞为例,系统介绍美国规范中的引水隧洞永久衬砌的设计计算方法,此方法能够简便的模拟引水隧洞衬砌各种受力工况,并且得到的内力值可直接用于配筋计算,计算结果准确可靠,便于设计人员应用计算。可为国外需要依据美国规范进行设计的工程提供参考借鉴。     

长距离引水隧洞衬砌结构失事概率分析

针对长距离引水隧洞的工程实际．综合考虑地质条件以及围岩和衬砌结构参数的不确定性．采用随机有限元方法分析确定不同类型的衬砌结构在不同围岩下的失事概率,再由隧洞沿程岩性的分布概率得到衬砌结构的选型不匹配概率．最终由全概率公式确定隧洞沿程衬砌结构的失事概率．从而有针对性地提高隧洞衬砌结构设计的安全性和可靠性。     

圆形引水隧洞结构配筋计算方法对比分析

对于圆形有压引水隧洞结构配筋计算方法，可采取边值法、公式法、弹性力学法和新型有限元法，计算方法不同，永久衬砌的工程量就不同。如何能够在保证工程安全的前提下尽量节约工程投资，需要对圆形有压引水隧洞结构配筋计算的几种计算方法进行对比分析，提出适合工程实际情况的计算方法和计算成果。本文以俄公堡水电站引水隧洞工程为例，采用上述计算方法对比分析，指出采用有限元法的计算成果为佳。     

浅埋压力隧洞抗裂设计数值模拟分析

纵观国内已建大型工程的浅埋压力隧洞,采用抗裂式预应力衬砌形式居多,而对于长距离引水隧洞,如果大范围采用该形式则投资过高。基于裂隙岩体渗流场-应力场耦合理论的有限元方法,对浅埋压力隧洞内水外渗进行数值模拟分析,同时考虑了围岩固结灌浆、地下水位、渗流场变化对围岩的影响,反映了隧洞在开挖、充水、加压过程中围岩应力的变化。验证了孔隙水压力的增减均引起岩体有效应力的减小,岩体呈失稳趋势。围岩覆盖厚度越厚,承担荷载的能力越大。以吉林省中部引松供水工程为例,得出了长距离浅埋引水压力隧洞是否采用抗裂设计,需要结合高压水发生的频率、渗漏量、固结灌浆对提高围岩抗渗性能、岩体渗透压力、有效应力、岩体结构、是否存在排水通道、控制岩体渗漏失稳的状态等因素进行综合分析,确定隧洞衬砌形式。研究结果可为合理确定抗裂设计区段、合理选择隧洞衬砌形式和隧洞埋深提供依据。     

高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌结构相关工程问题探究与建议

引水隧洞钢筋混凝土衬砌结构是应用较普遍的衬砌结构形式,对于高压引水隧洞而言,钢筋混凝土衬砌结构也是一种较经济的结构形式,高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌结构在工程应用中常会遇到不良地质条件的影响,从而引出一些相关的工程问题.文章针对不良地质条件软弱地质构造的工程危害,从高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌结构应力分析入手,分析高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌--围岩复合体结构稳定性,探究不良地质条件环境中高压引水隧洞钢筋混凝土衬砌结构应用实践中存在的工程问题,并提出相关的建议.     

考虑岩体强度演化的全强风化岩质边坡主动加固设计方法

全强风化岩质边坡由于岩体破碎,易受工程扰动和降雨影响而导致强度发生弱化,因此在公路路基开挖过程中极易失稳。以某公路全强风化岩质边坡为例,通过对处于不同阶段的边坡稳定性进行反分析,分别得到岩体初始强度和弱化后强度,获取了岩体强度的演化过程。通过主动加固和被动加固工程措施的对比分析,表明主动加固设计能够有效利用岩体原始强度,大大降低加固工程量。对于受工程扰动和降雨影响较大的全强风化岩质边坡,采用主动加固设计十分必要且有效,可为全强风化岩质边坡设计提供参考。     

岩壁吊车梁动力特性及响应的实测研究

岩壁吊车梁是地下厂房大吨位桥式起重机的支撑结构,由于其受力十分复杂,目前所使用的设计和计算方法都忽略了岩石变形、混凝土与岩石的粘结力,也没有考虑岩壁梁在桥机运行时的动力作用,这同实际情况有一定的差别。为此,对于岩壁吊车梁的动力特性和动力响应进行了现场原型实测研究,取得了一些有工程意义的成果,为今后类似工程的设计提供了相关的技术参数。     

优势结构面理论在岩土工程中的应用

本文介绍了优势结构面理论的发展和在岩土工程中的应用。其应用范围包括岩土工程区域稳定性问题、岩体结构面力学参数问题、岩体质量问题、岩体地基沉降变形问题、土体中的宏观优势结构面问题和岩土工程加固问题等。实践证明：优势结构面控制和评价区域稳定性有6种基于优势结构面理论的新方法；当测试结构面的力学参数时，应测优势结构面上的力学参数，同时要考虑围压效应；在评价岩体质量时，应加大优势结构面上岩体质量的权重值；在相同应力条件下，考虑优势结构面效应时，计算的地基变形量比不考虑优势面效应时要大，说明优势结构面对地基变形有明显影响；工程加固中要抓住优势结构面这一关键因素。     

不同处理工艺下微生物对岩石裂缝加固效果影响

随着微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术在岩石裂缝修复领域研究的深入,该技术在实际工程中的应用也日渐广泛。为深入研究不同处理工艺条件、胶结液浓度对MICP技术加固岩石裂缝效果的影响,采用蠕动泵注浆和浸泡灌浆两种不同工艺对岩石裂缝加固进行室内试验,确定最优微生物加固岩石裂缝工艺。经试验得出最优的处理工艺条件参数,并在此基础上开展不同胶结液浓度（0.5、0.7和1.0 mol/L）条件下微生物浸泡灌浆加固岩石裂缝试验,进行胶结液浓度对加固效果影响的量化分析。结果表明：相同胶结液浓度条件下,蠕动泵注浆工艺和浸泡灌浆工艺加固岩石裂缝后界面抗剪强度分别为0.28和0.89 kPa,后者约为前者的3.2倍;浸泡灌浆处理工艺条件下胶结液浓度对加固后岩石试样界面抗剪强度影响显著,随着胶结液浓度的增大,加固与未加固裂缝界面黏聚力的比值呈线性增长。不同形状岩样的试验结果表明,圆柱体岩样加固后裂缝界面黏聚力增长速度要明显高于长方体岩样。     

大型水电工程建设岩石力学工程实践

中国三峡工程以及金沙江下游4座梯级水电站工程规模巨大,地质条件复杂,在建设过程中遇到了诸多岩石力学难题。结合这5座大型水电工程建设的岩石力学工程实践经验,对高边坡与滑坡岩体工程问题、坝基坝肩岩体工程问题、地下洞室群岩体工程问题、高地应力与高地震烈度问题的处理措施进行了回顾,介绍了三峡船闸高边坡、溪洛渡高边坡以及乌东德高位自然边坡的稳定技术,三峡大坝和溪洛渡拱坝建基岩体抗滑稳定技术,三峡枢纽地下厂房和向家坝水电站地下厂房的围岩稳定技术以及巨型滑坡综合治理等关键技术。在此基础上提出了大型水电工程岩石力学研究工作的通用技术路线:重视勘探与工程地质力学模型分析,合理界定岩体的介质模型及等效连续参数,并以地应力作为初始分析条件,采用适宜的连续或非连续介质力学分析方法进行岩体稳定分析,从而确定岩体加固方案,实施监测并实现反馈设计。     

某路堑高边坡稳定性评价及优化设计

镇清高速回龙寨服务区Ｋ９＋７００左侧属于典型破碎顺层软岩路堑高边坡,由于坡体岩质复杂,出现坡顶变形开裂和小型浅层土质滑坡等问题,施工过程中面临整体滑坡风险,由此产生边坡下部开挖及加固问题。以此高边坡工程为研究对象,利用历史和现状地面勘察的方法定性分析了潜在安全问题以及关键技术难题,基于坡体目前临界稳定状态,结合现场地质调查及参数反分析方法综合确定了现有条件下的边坡岩土力学参数,结合实际情况设计３种开挖及加固方案,并基于数值模拟方法综合评价了该边坡的稳定性。主要结论:不施加加固措施直接开挖和按初始加固设计的两种情况均不满足边坡稳定性安全控制标准;通过不同开挖及加固方案的费效性对比,开挖方案２在保证稳定的基础上最经济,为最优开挖加固设计方案。     

覆盖层土体和筑坝堆石料力学参数室内外联合确定方法

岩土体力学参数测试是岩土工程工作的基础性问题,也是影响工程设计的关键问题,因此本文基于室内和现场试验研究覆盖层土体和筑坝堆石料力学参数的室内外联合确定方法,针对粗、中、细各类土,构建了室内和现场试验相结合、材料试验与模型试验相结合,大、中、小不同尺度相结合,强度、变形、残余变形等多参数测试相结合的理念先进、设备齐全、功能完善的系统实验平台,开展了联合室内和现场试验确定土体静动力特性参数的系统研究,形成了涵盖覆盖层土体和坝体堆石料力学特性的室内外联合测试和判释方法,开辟了一条考虑覆盖层土体原位结构效应和考虑筑坝堆石料尺寸效应确定土体工程力学特性参数的可行途径,能够为覆盖层地基和坝体系统的静动力分析提供成套的系列参数,研究成果已应用于十余项国家重点建设工程的设计。     

贵州盘南电厂响水水库下汤章滑坡体勘察与治理

贵州盘南电厂响水水库下汤章覆盖层滑坡体处于响水水库库首的右岸，基岩为顺向坡，且其上分布较多民宅，为贵州盘南电厂的主要工程地质问题。为此，对该滑坡体进行了详细的勘察，并根据试验参数值、反演分析及工程地质类比法综合分析方法，确定其稳定性计算参数，提出了先遏止滑坡的下滑趋势的处理措施后进行永久性加固的治理方案，随着处理措施的相继实施，已基本控制了该滑坡的下滑活动。     

综合加固处理技术在锦屏高拱坝左岸坝基中的应用

锦屏一级水电站大坝基础地质条件复杂,尤其以左岸f5断层为代表的软弱岩体,断层规模大、岩体性状差,是影响拱坝渗流稳定、抗滑稳定和变形稳定最为关键的因素之一,因而f5断层处理效果的好坏直接决定了锦屏一级水电站高拱坝能否长期安全运营。为此,对锦屏一级水电站高拱坝左岸坝基范围内的f5断层处理技术进行了探索和研究,介绍了开挖置换、预应力锚固、高压固结灌浆、水泥-化学复合灌浆及高压水对穿冲洗回填砼等处理措施,并对处理效果进行了分析和评价。监测成果表明,以上综合加固处理措施达到了预期的效果,可为类似工程提供参考和借鉴。     

长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展

结合长江科学院岩石力学专业10余年来已有研究成果,综述了长江科学院在水工岩石力学与工程应用研究的新进展,包括基础理论与数值方法、岩石力学试验方法与技术、岩体地应力测量技术与地应力场、岩体地球物理与超前探测技术、岩体及结构锚固与加固技术以及在岩体工程中应用与实践等方面。叙述了在认识岩体、利用岩体和加固岩体过程中,水工岩石力学未来面临的持续挑战。最后指出未来研究的核心问题,包括岩石力学的非线性属性问题、连续-非连续介质力学问题、跨尺度力学特性评价问题、多场耦合问题以及高地震烈度动力条件岩石力学研究等。