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。     

胜利水电站地下厂房围岩安全系数及预警研究

地下洞室施工过程中的围岩变形稳定问题一直是工程施工研究的重点和难点问题。文章以辽宁省胜利水电站左岸地下厂房开挖支护施工为例,利用构建的FLAC3D数值模型和折减系数法对围岩破坏安全系数进行计算研究,获得围岩破坏安全系数为1.75,并根据计算成果确定围岩破坏预警的两个具体标准。文章结论可为相关工程设计和建设中的安全预警体系提供理论支持和技术参考。     

溧阳抽水蓄能工程地下厂房开挖过程性态分析

通过对溧阳抽水蓄能工程地下厂房安全监测资料的分析和对三大洞室监测数据的比较,揭示了开挖过程中导致地下洞室围岩产生较大位移的主要因素.结合施工过程及支护措施,重点分析了围岩位移及应力变化趋势,对溧阳抽水蓄能电站地下厂房开挖和安全监测提出了建议.     

水电站地下厂房对洞室围岩地震反应的影响

结合某抽水蓄能电站地下厂房工程,建立全机组段地下厂房与洞室群的耦合地震反应时域数值仿真模型,考虑初始地应力、分部开挖与柔性支护以及岩体的材料弹塑性,分析了厂房混凝土结构的存在对洞室围岩的地震位移、速度、加速度、塑性区等反应特征的影响.结果表明,厂房混凝土结构与围岩的相互作用对洞室围岩的地震反应影响不大,对围岩塑性区的发展起到了一定的约束作用,有利于洞室的安全.     

大岗山地下厂房洞群施工开挖围岩稳定性分析

为分析大岗山水电站地下厂房洞室群施工开挖过程中围岩的稳定性状况,采用多元回归分析方法反演了厂区初始地应力场,提出了厂区初始地应力的分布函数;根据建立的地下厂房三维数值计算模型,获得洞室开挖后围岩位移场、应力场和塑性区的变化规律。计算结果表明:大岗山地下厂房洞室群开挖后围岩整体是稳定的,洞周分布的软弱岩脉是影响围岩稳定的关键因素,在地下厂房施工过程中,必须对软弱岩脉和开挖暴露的破碎带进行超前注浆加固处理。计算成果有效指导了工程的设计与施工。     

溪洛渡地下厂房围岩变形的回归分析

溪洛渡地下厂房洞室群规模巨大,开挖进度快、方量大,施工期间洞室围岩变形预测对洞室稳定性评价和指导施工有重要意义.本文根据主厂房7号机组断面多点位移计位移成果,选择回归因子,计算各分量对围岩松弛位移影响的大小,从而在厂房下方开挖过程中预测围岩变形量;根据各效应量对围岩松弛位移影响的程度,采取适当的措施,有效的控制洞室围岩松弛位移,确保洞室安全稳定.     

安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性分析

根据安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群的布置情况,结合洞室围岩地质条件,采用FLAC3D程序建立数值分析模型.对厂房分层开挖方案进行模拟,研究洞室群围岩开挖后的位移场、应力场和塑性区的分布特征,揭示应力集中部位和围岩潜在破坏部位的分布规律.分析成果表明,安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定,满足成洞条件,分析成果...     

复杂地质条件下的地下洞室群施工期围岩稳定分析

地下洞室群施工建设过程中,特别是复杂地质条件下的地下洞室群,洞室开挖对围岩产生强烈扰动,造成巨大卸荷效应,对围压稳定有较大影响,关系工程的安全。以周宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群为依托,从岩体地质条件及洞室布置实际出发,按照施工组织设计需要拟定的分层开挖及支护方案,对地下洞室群建立三维模型,采用弹塑性有限元法进行数值计算,研究设计方案下围岩的稳定性以及支护措施有效性。     

卡拉水电站地下洞室群稳定性分析及洞室间距优化研究

不利地质构造及软弱地层是卡拉水电站地下洞室群围岩稳定控制的关键性因素，鉴于此，采用离散元方法建立了包含不同级别结构面及软弱地层的节理岩体模型。在节理岩体模型的基础上，对处于优化设计阶段的卡拉水电站进行洞室群稳定性分析以及主副厂房洞和主变洞间距优化研究。数值计算结果表明：地下厂房洞室群整体稳定性较好，地下厂房区围岩具备成洞条件；但存在软弱地层T₃z^2-5区域围岩变形较大，局部区域节理相互切割易造成块体滑落等工程地质问题，需要对其重点关注；结合洞群开挖后围岩内场量的分布情况以及经济指标和力学指标，从定性和定量角度对洞室间距进行了优选，最终确定主副厂房洞和主变洞间距50 m为最优方案。相关研究成果对于卡拉水电站洞室优化、安全施工具有一定指导意义。     

大型地下洞室群动态安全信息模型研究

针对地下洞室群围岩稳定性的动态反馈和控制,引入四维模型建立地下洞室群动态安全信息模型,以"前期反演反馈分析结果检验—即时参数动态反演分析—下期开挖洞室围岩力学行为预测"为循环流程,把工程信息、地质信息、安全监测信息、数值仿真信息等耦合到地下洞室稳定性的动态反馈和控制研究中。耦合可视化技术、检测分析理论、参数反演理论、数值仿真技术及计算机技术,同时利用C#.NET编程技术来模拟动态施工过程,建立三维可视化综合集成工程模型与施工过程中动态信息的有效映射关系,实现地下洞室群施工环境下安全状态的快速、准确、实时的反映,从而对施工期设计优化提供参考。     

岩溶回填改善地下洞室群围岩稳定性的数值分析

岩溶是石灰岩地区地下水作用的过程与结果,是隧道洞室所面临的不良地质现象之一。结合岩溶系统区域内大型地下电站的建设,采用显式有 限差分法模拟地下厂房的施工开挖,分析了岩溶系统对地下厂房洞室群围岩稳定性的影响,
评价了溶洞回填处理措施的加固效果。     

地下厂房岩体蚀变带现场调查研究与稳定控制

杨房沟大型地下厂房高边墙及岩壁吊车梁部位发育岩体蚀变带,严重影响围岩及结构的稳定.通过系统分析岩体蚀变洞段的宏观地质条件、监测变形特征、声波检测资料及岩石力学试验,提出了基于岩体纵波波速的岩体质量分区、力学参数综合评估方法,查明了该不良地质体的围岩质量空间分区及演化特征,该方法可以快速、动态、定量地将检测结果与数值模拟...     

珠藏洞隧道施工安全监测与评价

为了保证谷城至竹溪高速公路珠藏洞隧道开挖过程中的施工安全,在优化围岩变形的监测方案与预警方法的基础上,对典型监测断面位移量测数据进行了回归分析。分析结果表明,隧道监测断面拱顶沉降和边墙收敛位移累积值均明显小于警戒值,隧道开挖后围岩稳定性较好;隧道围岩变形量和稳定时间与隧道埋深和地质条件密切相关,埋深越大或岩体质量越差,变形越大。     

清江水布垭枢纽地下厂房岩石力学研究

水布垭地下厂房岩石力学问题主要表现为复杂的岩体结构及软岩对洞室围岩的控制作用。针对水布垭地下厂房岩石力学问题开展了系统的岩石力学研究,包括地应力分布特征、岩石力学特性、工程岩体分级、岩体稳定与支护数值模拟、洞室围岩变形破坏特征、超载安全度以及洞室围岩开挖与支护措施等。结果表明：水布垭地下厂房洞室开挖在技术上是可行的;所采用的软岩处理、洞室围岩喷锚支护以及尾水管槽间留隔墩并加锚桩的综合处理措施是合理的,作用效果明显。并综述了主要相关内容的研究成果。     

岩滩水电站扩建工程地下厂房围岩变形反馈分析

岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖尺寸大、地质条件复杂、开挖工期长,为了保证施工期的安全,需准确地了解地下厂房施工期围岩的稳定性。通过实测的地应力及现场岩石力学试验获取围岩稳定性计算初始参数,利用遗传算法优化的BP神经网络和安全监测实测位移值反演岩体力学参数,进而采用三维有限差分法反演获取地下厂房各开挖步的围岩稳定情况。岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖后,围岩变形总体较小,塑性区分布有限,洞室群围岩稳定性良好。应力集中及塑性区比较集中的部位主要位于主厂房底部边墙与尾水管周围,该区域开挖时须加强支护跟进及监测工作。     

小垂距交叉软岩隧道现场监测分析

针对公路与铁路小垂距交叉软岩隧道的特点,以云南某上穿公路隧道为背景,对该隧道右幅交叉段进行隧道净空收敛、围岩内部结构应力、围岩深部位移等项目的监测。根据监测结果,分析该隧道的围岩和支护结构的变形以及受力特点。结果表明,隧道右幅交叉段Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法开挖是可行的,能够有效地控制围岩变形,围岩稳定变形时间在30 d左右。监测成果可用于对隧道稳定性进行评估与预警,以便及时调整支护参数,保证隧道施工安全性。     

软岩三维粘弹塑性参数辨识研究

以某水电站地下厂房区软岩部位试验洞监测资料为基础,运用基于均匀设计一遗传算法一神经网络的人工智能反演分析方法,在考虑了仪器埋设滞后的位移损失的情况下,对岩体在宏观结构条件下的流变参数进行三维粘弹塑性位移反分析,得到了岩体的流变参数并进行了位移预测.与监测成果进行了对比分析.结果表明:预测围岩流变位移、速率与监测结果比较接近,规律性较好,说明辨识效果较好.     

白鹤滩水电站左岸地下厂房支护优化设计

白鹤滩水电站地下厂房洞室群地质条件复杂。为了确保该大型地下洞室群围岩稳定,确定出合理的系统支护参数,根据工程类比初拟锚杆、锚索等系统支护参数,利用前期地质勘测成果,精确模拟了断层、层间错动带等大型地质结构面并根据实测地应力方向及数值对模型施加地应力,从而使计算模型更贴近实际。有限元计算结果表明:施加合适的系统支护参数,地下厂房高边墙最大变形量值由80~90 mm减少至50~60 mm,高边墙塑性区深度由支护前的约8~12 m减少到支护后的约5~7 m。经与监测数据对比分析可知,数值计算结果能比较客观地反映围岩变形的量级。施工期对特殊地质部位采取了针对性加强支护措施,确保了围岩稳定和施工安全。     

LDP曲线数值求解中波浪形发展问题的解决

围岩纵剖面变形曲线(LDP,longitudinal displacement profile)是采用收敛-约束法进行地下洞室围岩支护设计的基础,针对数值模拟求解LDP曲线时存在的曲线形态波浪形发展变化所带来的围岩收敛位移难以准确把握的问题,从开挖步长与剖分精度的角度对解决这一问题进行了研究,同时分析了岩体开挖模拟方法、岩体自重设置对于围岩收敛变形的影响。结果表明:开挖步长对于围岩纵向变形曲线形态具有较大影响,选择不合适时会存在明显波浪形变化问题,求解LDP曲线时开挖步选择需要与数值计算网格剖分精度紧密结合;岩体开挖的模拟方式对于LDP曲线形态无影响,但对于围岩真实收敛位移具有较大影响;岩体自重对LDP曲线形态及围岩最终位移基本无影响。在求解实际工程LDP曲线时建议采用与网格剖分长度相等的开挖步长,此时对于LDP曲线形态及收敛绝对量值均无影响。研究成果可为地下洞室支护设计中围岩纵剖面曲线的求解提供一定的借鉴和参考。