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江边水电站地下洞室群围岩稳定性数值分析
Numerical Analysis of the Surrounding Rock Stability of the Underground Cavern Group at Jiangbian Hydropower Station

张德永,王玉洲,方浩亮,迟鸣
- , 2015,
Abstract: 摘要 利用显式有限差分快速拉格朗日分析程序FLAC3D,在进行初始地应力反演的基础上,建立了四川江边水电站地下厂房洞室群的三维非线性地质力学模型。采用基于能量耗散原理的弾脆性本构模型,对设计开挖和支护方案进行了全过程模拟分析,得到了施工过程中洞室群围岩的位移、应力和塑性区分布特点,并与现场监测情况进行比对,根据分析结果提出了加强监测的位置、加强支护的部位,并建议主厂房下游边墙和主变洞上游边墙之间区域采用预应力锚索进行重点加强,最后对支护系统和建议的合理性进行评价,对地下洞室群的设计和施工起到了一定的指导作用。
INVERSION OF MONITORED DISPLACEMENT FIELD AND EVALUATION OF SURROUNDING ROCK STABILITY OF UNDERGROUND CAVERNS
地下洞室监测位移场的反演和围岩稳定评判分析

ZHANG Zhiguo,XIAO Ming,
张志国
,肖明

岩石力学与工程学报 , 2009,
Abstract: 针对地下洞室开挖过程中有限的位移监测仪器仅能反映局部围岩变形的情况,提出一种基于整个洞室围岩变形空间场的围岩稳定评判方法.首先通过物理场,对监测数据进行标准化处理,引入监测数据以外的围岩变形信息,然后进行三维空间反演.根据反演结果,运用警戒线法对洞室整体围岩进行评价.该评判方法已成功应用于瀑布沟、溪洛渡等大规模地下洞室的施工开挖围岩稳定分析中.实践表明,该方法能及时反映整个洞室群围岩的变形情况,相对其他数值计算方法能对围岩稳定做出快速、精确、直观的评判.
平面p波入射下地下洞室群动应力集中问题解析解
梁建文,张浩,vincent,wlee
岩石工程学报 , 2004,
Abstract: 采用波函数展开法给出了半空间中洞室群在平面p波入射下动应力集中问题的一个解析解,数值结果表明,当洞室之间距离较近时,洞室之间的相互作用对地下洞室群的动应力集中具有显著的放大作用,动应力集中系数可能达到单个洞室的3.5倍以上,动应力集中系数峰值位于两个洞室相对的区域。
新型节理岩体损伤流变模型数值模拟研究
朱维申,郑文华,王文涛
岩石工程学报 , 2010,
Abstract: 越来越多的地下大型水电站洞室群处在大埋深、高地应力、高孔压的地质环境中,流变现象较为明显。同时,由于岩体中节理裂隙的存在,对围岩产生弱化效应,使得洞室的稳定性分析更为复杂。针对这些特点,综合考虑损伤和流变的影响,推导出基于西原体模型的黏弹塑性损伤本构模型。此外,利用三维快速拉格朗日flac3d软件的二次开发功能,以vc++作为开发平台,将包含差分形式的本构方程程序化,生成动态链接库文件(dll文件),通过flac3d主程序进行调用。从而,开发出了新型节理岩体的flac3d损伤流变本构模型。将此模型应用于双江口洞室群工程实例,完成了洞室稳定性分析计算和指导施工设计。结果表明:将该损伤流变模型用于模拟大型地下洞室群的开挖、分析其稳定性,具有较强的可行性,可用于指导实际的工程施工。
大型地下洞室群地震水平加速度传播特征研究
张玉敏,孙丽梅,朱泽奇
世界地震工程 , 2012,
Abstract: 考虑了高山峡谷基岩场地的深度衰减效应,假设地震危险性分析提供的水平峰值加速度的所在位置,选用攀枝花―会理地震波,通过基线校正和高频滤波作为实际地震动输入,利用FLAC3D软件对某水电站大型地下洞室群进行了地震水平加速度传播特性的研究。数值分析结果表明,厂房周围监测点水平加速度时程和输入地震水平加速度时程相似,但存在0.08~0.12s的滞后时差,输入地震动水平峰值加速度向上传播时具有放大效应,在洞室群附近放大两倍左右。所得结果对大型地下洞室群地震动传播特征问题研究具有一定的参考意义。
复杂地质下大型地下洞室群三维有限元建模
孟强,张宪雷,姜湖
人民黄河 , 2014,
Abstract: ?采用超单元网格法对某地下洞室群总平面布置图和典型断面布置图进行二维有限元网格划分,结合控制断面线性插值的方法,对复杂地质条件下大型地下洞室群进行可供渗流有限元计算的三维网格的自动划分。该法较好地解决了因计算边界复杂、地层材料分区多变、建筑物突变导致的很难自动生成三维有限元网格的问题。工程实例建模表明,该方法具有操作简单、适应性强、单元形态较好等优点。
某地下洞室群加锚岩体支护仿真分析研究
黄建军,杨海霞,赵会德
人民黄河 , 2013,
Abstract: ?针对某水电站地下洞室群加锚支护情况,研究了加锚区岩体的作用机理及相应的数值模拟方法.采用两组公式对加锚区岩体参数进行了修正,通过加锚区岩体抗剪强度和刚度的提高来模拟砂浆锚杆的锚固效应;通过对围岩施加等效均布压力和布置植入式预应力桁架两种方式,对预应力锚杆进行模拟.对加锚区岩体参数的研究表明,位移对变形模量的敏感性较大,对黏聚力的敏感性相对小一些;锚喷支护对于岩体的加强作用宏观上表现为加锚区岩体的抗剪强度和刚度均有所提高,而对于刚度的加强效应更为明显.根据围岩应力、塑性区分布情况,采用布置植入式预应力桁架方式进行模拟可以有效减小围岩的压应力集中现象,使压应力、塑性区分布更加合理.
基于强度折减原理的地下洞室群整体安全系数计算方法探讨
江权,冯夏庭,向天兵
岩土力学 , 2009,
Abstract: 为解决大型地下洞室群的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的地下洞室群整体安全系数求解方法。该方法采用mohr-coulomb屈服准则,以洞室之间的等效塑性应变贯通作为洞室群整体失稳的临界判据。洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数f,将岩土材料的力学强度参数(黏聚力c和内摩擦角?)按f值折减代入数值计算中,使计算模型的洞室间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现。拉西瓦水电站地下发电枢纽洞室群和锦屏二级水电站a、b辅助洞两个典型工程实例的整体安全系数计算表明,该方法可以便捷、客观地获得洞室群的整体安全系数,可为大型地下多洞室的稳定性评价和开挖与支护设计提供定量指标和科学依据。
地下洞室群随机地震响应研究中传递函数的应用探讨
崔臻,盛谦,宋艳华,魏倩
岩土力学 , 2012,
Abstract: 在证明随机响应的统计参数可以用传递函数进行直接表达的前提下,将传递函数引入地下洞室群随机地震响应研究中,对白鹤滩水电工程13#机组剖面地下洞群进行了随机地震响应分析,并对之进行了地震动力可靠度的探讨。结果表明:较之常规方法,基于传递函数的方法除可得到洞室群的随机地震响应以外,还可同时得到洞室群的地震响应频谱特性,并可以直接利用传递函数得到确定性地震动输入下洞室群的响应值进行验证,显示对问题的研究具有更加深刻的优势;将所得到的随机地震响应结果与基于传递函数的确定性估算结果,与实际时程计算得到的确定性结果比较,吻合良好;首次采用超越破坏理论对地下洞室群进行地震动力可靠度分析的可行性,为地下工程抗震可靠度计算中如何以动力方式考虑地震荷载的随机性提供了一些新思路。
基于三维地质模型的地下洞室群地震动力响应分析
鲁文妍,钟登华,佟大威,李明超
岩土力学 , 2012,
Abstract: 工程区域地质条件是影响地下洞室群稳定的重要因素,而通用数值分析软件在建立复杂地质模型时存在建模时间长、准确度低、不能真实反映复杂地质特征等困难。针对此问题,采用以非均匀有理b样条(nurbs)为主的混合数据结构,对复杂区域地质构造进行了三维建模,建立了西南某水电站大型地下洞室群的三维地质模型。并以此模型为基础,建立了包括空间曲面断层、地层等复杂地质因素的数值模型,结合abaqus的隐式和显式分析,对洞室开挖和地震作用下的动力时程响应进行了仿真分析。分析结果表明,该方法不仅较大程度地反映了实际地质情况,而且有利于数值仿真分析的网格剖分与计算,从而为分析地下洞室群地震反应提供了三维数值模型,为地震作用下洞室的安全性评价提供了重要的技术支持。
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