基于安全系数的大型地下洞室衬砌优化研究

介绍了一种基于安全系数的大型地下洞室衬砌优化方法,应用于糯扎渡水电站调压井大型洞室的衬砌优化研究。首先,建立围岩和衬砌的三维有限元模型,施加初始地应力场,进行结构线弹性计算并配筋,其次,进行衬砌三维弹塑性计算,由围岩点安全系数比较分析,优化得到最佳衬砌方案,最后,对最佳衬砌方案合理性进行了验证分析。研究表明,当衬砌高程施作至625.5m时,围岩和衬砌稳定性较好,且围岩个别点安全裕度较小,因此衬砌方案Ⅳ为优化得到最佳衬砌方案;通过衬砌和围岩的稳定性分析验证了优化方法的合理性,可为其它类似工程衬砌优化研究提供借鉴。     

泥页岩浸水力学特性试验研究

为研究泥页岩遇水软化后力学特性变化,进行了泥页岩不同浸水时间下的常规三轴压缩试验,分析了浸水后岩石的应力-应变关系,研究了泥页岩水劣化力学参数变化规律研究。结果表明随着浸水时间的延长,试样的强度和弹性模量降低幅度较大,浸水对泥页岩的摩擦角影响较小,对黏聚力影响显著;试样破坏形式逐渐由脆性张拉劈裂破坏转变为拉剪破坏的混合破坏形式,软化作用越来越明显。岩石浸水时间对其强度、变形及破坏形式有较为明显的影响。研究结果可为该类岩体的岩土力学参数取值或力学分析提供参考。     

暴雨作用下杂填土边坡滑动机理数值模拟研究

降雨作用下杂填土边坡的稳定与介质构成、降雨作用过程、降雨强度等密切相关。本文基于颗粒离散元计算平台,利用多边形细观介质构造方法模拟骨架颗粒,建立了降雨作用简化等效作用力模型,探讨了降雨作用下杂填土边坡的滑坡机理。研究结果表明降雨影响可等效为3个过程,等效饱和层厚度内颗粒受沿着边坡向下的渗流力影响,饱和层随时间不断下渗并与地下水位汇合,地下水位提高引起渗流力作用;饱和层厚度增大、坡表饱和层水流速度偏大会加速滑坡的产生,含石率提高则介质抗剪强度提高,边坡稳定偏脆性;采用暴雨影响简化分析方法可考虑复杂的非饱和渗流过程,计算效率比考虑复杂渗流计算要高。研究结果可为杂填土复杂介质的滑坡过程经验分析与评估提供参考。     

Fe-Zn共改性ZSM-5催化作用下生物质快速热解特性研究

选取木屑和花生壳作为原料进行生物质热解,研究有机产物分布,催化剂使用Fe、Zn两种金属元素进行改性。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外（FT-IR）、比表面积测试（BET）对Fe-Zn改性的ZSM-5进行分析。使用闪速裂解-气质联用仪（PY-GC/MS）对原料进行热解,探究生物质催化热解的产物分布变化。催化剂的使用使得芳烃类产物产率获得较大提升,在木屑热解中,Fe负载的分子筛催化获得了酚类的最高产率,比ZSM-5催化热解产率提升18.30%。金属改性催化剂在花生壳热解中,大幅提升了芳烃类产物产率,其中Zn负载催化剂芳烃类产物产率最高,Zn负载催化热解比直接热解的酚类产率降低了18.92%。Zn负载催化获得了最低的酮类产率,与直接热解相比酮类产率降低19.74%,显示出较强的脱羟基效果。此外Zn负载催化和Fe-Zn双金属负载催化在花生壳热解中都大幅降低了酸类产物产率,与直接热解相比酸类产率分别降低了30.46%、36.71%。     

槽法炭黑用量与聚氨酯材料隔声性能关系的研究

将槽法炭黑添加到聚氨酯隔声材料中,考察了槽法炭黑用量130份、45份、60份对聚氨酯材料隔声性能的影响。性能测试结果表明:槽法炭黑用量对聚氨酯材料隔声性能影响很大。常压下,添加了60份槽法炭黑的聚氨酯材料隔声性能最低,添加了槽法炭黑其它两种用量的聚氨酯材料隔声性能相差不大;低压下,槽法炭黑的3种用量对聚氨酯材料隔声性能影响不大;高压下,添加了45份槽法炭黑的聚氨酯材料隔声性能最高,30份的次之,60份的最低。     

Long-term stability analysis of large-scale underground plant of Xiangjiaba hydro-power station

Numerical analysis of the optimal supporting time and long-term stability index of the surrounding rocks in the underground plant of Xiangjiaba hydro-power station was carried out based on the rheological theory. Firstly, the mechanical parameters of each rock group were identified from the experimental data; secondly, the rheological calculation and analysis for the cavern in stepped excavation without supporting were made; finally, the optimal time for supporting at the characteristic point in a typical section was obtained while the creep rate and displacement after each excavation step has satisfied the criterion of the optimal supporting time. Excavation was repeated when the optimal time for supporting was identified, and the long-term stability creep time and the maximum creep deformation of the characteristic point were determined in accordance with the criterion of long-term stability index. It is shown that the optimal supporting time of the characteristic point in the underground plant of Xiangjiaba hydro-power station is 5–8 d, the long-term stability time of the typical section is 126 d, and the corresponding largest creep deformation is 24.30 mm. While the cavern is supported, the cavern deformation is significantly reduced and the stress states of the surrounding rock masses are remarkably improved.     

基于小波变换的数字图像技术在堆积体模拟中的应用

 基于小波变换与Gamma校正提出一种新的数字图像处理技术,将其应用于堆积体的离散元模拟,可实现数值模型快速、准确的建立。该技术先基于二维小波理论对数字图像进行消噪预处理,并采用自适应Gamma校正方法以消除不同光照和环境对图像的影响,最后进行色彩空间转换以实现二值化处理,针对整个数字图像处理过程自行开发Wavelet-Gamma-Conversion(WGC)自动建模程序,可实现对堆积体图像的信息获取、分析处理并自动生成细观建模文件的全过程,为堆积体力学行为的模拟提供新的建模方法。以澜沧江古水水电站堆积体边坡为例,对实拍数码照片采用WGC建立其细观模型,运用双轴压缩数值模拟实验对其力学特性进行分析和研究。研究表明,堆积体中碎块石与土体相互压密形成共同受力体承担外力作用,由于碎块石的影响,出现明显的应变硬化阶段;随着土颗粒间黏结强度的提高,堆积体的初始弹性模量和峰值强度都有所提高。数值模拟反映出的规律与室内实验结果相一致。     

小湾拱坝动力时程分析及安全评价

利用FLAC3D有限差分法程序,采用云南剑川自然地震波,对小湾水电站进行了动力时程分析,研究了高拱坝在地震荷载作用下的安全稳定性.结果表明:地震动力响应与地震波的频谱有直接关系;坝体位移变化取决于地震荷载持续时间、质点振动幅度和振动强度;地震荷载作用下的拱坝坝体特征点安全系数与地震波振幅及振动频率有关,点安全系数波动规律与地震波谱相似.     

浅埋地下洞室围岩岩体力学参数反分析研究

基于随机权重粒子群和最小二乘支持向量机方法建立地下洞室力学参数位移反分析模型,利用正交试验和3DEC模型确定各水平参数的学习样本,对地下洞室岩体的力学参数进行位移反分析。结果表明:利用支持向量机方法的非线性映射可以实现力学参数的反分析;反演得到主厂房围岩方向的侧压力系数Kx,Ky为0.453、0.644;三类岩体的弹性模量E3,E4,E5分别为10.15、8.20、2.62 GPa;将反演分析的参数带入3DEC模型得到的位移与实测位移相对误差较小,验证了反演参数的合理性。     

二维波穿过非线性节理面的透射性能研究

二维波穿过非线性节理面是一个复杂的问题,量纲一的刚度、射线角、径向距离、节理参数、入射波频率等都是影响节理后透射率的重要因素。采用非线性节理本构研究单条垂直节理下二维波的透射性能,结果发现:二维波穿越垂直节理面的透射率,不仅与节理面法向刚度与切向刚度有关,还直接受节理面黏聚力和内摩擦角的控制;节理面黏聚力和内摩擦角的数值反映节理面的闭合程度,从而使透射率呈现不同的变化规律。内摩擦角不变,黏聚力提高可以提高透射率;黏聚力不变,节理面内摩擦角引起透射率变化有两种形式:低黏聚力下内摩擦角的升高可使透射率增大;高黏聚力下透射率反而从一较高水平下降到较低水平。最后,根据单节理作用下透射率的研究成果对多条节理分布下的透射性能进行对比研究,对复杂节理分布下的动力响应计算进行尝试。