收藏本站
《北京科技大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大型洞室群地应力测试及基于统一强度理论的稳定性分析

李远  
【摘要】: 在地下工程项目中,水电站地下厂房的建设由于其规模庞大、空间组成复杂、洞室间相互影响而关系到整个电站的安全运营和巨大的经济效益。对其设计方法和稳定性分析方法的研究已成为当前地下工程建设中亟待解决和值得深入探讨的重大课题。 本文从大型洞室群所处岩体地应力场分布规律及其与地质构造关系、复杂几何体建模、本构关系推演等方面对大型洞室群围岩稳定性展开系统研究,并以辽宁本溪桓仁电站建设为工程背景对地下厂房开挖和支护的稳定性进行分析和探讨。在现场测量和室内实验的基础上得出地应力场分布与区域构造的关系;提出了复杂几何体构形及空间面、体关系运算算法,实现了FLAC3D软件复杂几何体直接建模和地质界面后期插入的功能;通过对厂房区地应力场的分布进行拟合研究获得了多种构造位移影响下的整体应力场分布规律;针对统一强度理论在岩石力学中应用较少和FLAC3D有限差分软件中缺少统一双剪力学模型的情况,推导出了基于统一双剪强度理论的有限差分计算形式,开发了FLAC3D的非关联统一双剪理论的力学模块,并据此开展统一双剪强度理论下的厂房区大型洞室群开挖和支护的稳定性分析。取得的主要成果有: (1)对桓仁电站地下厂房区采用空心包体应变计法进行了地应力测量,并结合室内和现场的实验分析,得到了厂房区地应力大小和方向,经过分析得出该地区地应力分布主要受新华夏系构造控制,最大主应力方向为北北西,大小为5~7MPa的结论; (2)针对FLAC3D模拟软件在复杂几何体建模上的困难,提出了二次切割下的准三维拉伸、四面体子块划分等建模前处理和后处理算法,实现了FLAC3D复杂几何体空间直接构形和地质界面后期插入的功能,扩展了FLAC3D建模功能,为厂房区地应力场拟合及大型洞室群稳定性分析建模进行了准备; (3)根据地应力实测数据和现场地质构造条件、地形地貌特征,对区域地应力场进行了数值模拟分析,以多元线性回归法实现了由点到体的电站地下厂房区地应力场拟合的计算,得到了各个单位构造位移的影响系数。以边界荷载提取法实现了应力边界和位移边界的变换,并以此实现了多种构造位移同时影响下的整体地应力场的模拟,得到了其分布规律并将其作为厂房洞室群稳定性计算中边界条件选取依据; (4)针对FLAC3D缺少统一双剪模型和统一强度理论的强度准则在岩石力学领域应用较少的情况,结合统一强度理论基本原理和有限差分计算迭代原则,推导出统一强度理论的有限差分计算形式。并考虑关联和非关联本构关系在岩土工程中的适用情况,提出了一种适合此理论有限差分计算的非关联流动法则,并开发了FLAC3D中统一双剪强度理论的塑性模块,使统一双剪这一新的塑性理论在有限差分计算中得以实现,也拓展了FLAC3D力学分析的适用性。采用数值模拟的方法对统一双剪力学模块进行检测验证,结果显示此模块很好的体现出了统一强度理论中第二主应力效应这一特点; (5)以统一双剪强度理论为塑性破坏依据,以边界荷载提取法取得模型精确的边界条件,开展了基于统一强度理论的桓仁电站地下厂房洞室群开挖和支护的稳定性分析,得到了洞室群开挖破坏区发展、分布规律和位移变化情况。
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TV221.2

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 季峰;段汝健;;地下厂房洞室群交岔口开挖支护施工技术简述[J];建筑;2011年17期
2 黄戡;彭建国;刘宝琛;丁国华;王跃飞;马德青;;雪峰山隧道原岩应力场和开挖二次应力场特征分析[J];中南大学学报(自然科学版);2011年05期
3 邓检强;吕庆超;杨强;刘耀儒;;变形稳定理论在盐岩储气库优化设计中的应用[J];岩土力学;2011年S2期
4 李桂林;吴思浩;;大岗山地下厂房施工期阶段性安全监测及分析[J];人民长江;2011年14期
5 姚显春;李宁;陈莉静;孙宏超;景茂贵;;拉西瓦水电站地下厂房洞室群分层开挖过程仿真反演分析[J];岩石力学与工程学报;2011年S1期
6 付敬;董志宏;丁秀丽;张传健;;高地应力下深埋隧洞软岩段围岩时效特征研究[J];岩土力学;2011年S2期
7 史文专;楼一珊;刘云鹤;郝红永;;大位移井井壁稳定力学分析及应用[J];长江大学学报(自然科学版);2011年06期
8 胡田清;肖明;熊清蓉;;水电工程地下厂房数据库系统的开发及应用[J];岩石力学与工程学报;2011年S1期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐志纬;;地应力实测对地下灾害的超前预报与分析[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年
2 张杰;黄理兴;杨春和;;从现场声波测试结果分析地应力的一种途径[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
3 赵子荣;刘艳清;;大地应力地区巷道围岩压力的试验研究[A];地应立场测试及其应用论文集[C];1991年
4 刘世明;杨兆文;;天荒坪地应力场回归分析[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年
5 丁原辰;沈政亮;葛增军;;水泥砂浆的残余应力测量[A];地应立场测试及其应用论文集[C];1991年
6 丁文境;;强震前闭锁段附近的断层错距和地应力场[A];第一次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1979年
7 鲁先元;陈汉珍;申飞;;声发射Kaiser效应测定地应力方法及工程实践[A];地应立场测试及其应用论文集[C];1991年
8 蔡美峰;;提高地应力测量精度的几个问题的研究[A];地应立场测试及其应用论文集[C];1991年
9 孙叶;;对地震地质工作的一些设想——兼论华北、京津地区现今区域地应力场的特征[A];中国地质科学院562综合大队文集(3)[C];1982年
10 马启超;阮青;;岩体地应力场的最小二乘边界配点法[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 一丁 余庆记者站 袁星忠;高峡平湖展宏图[N];遵义日报;2009年
2 本报记者 贝为超 本报通讯员 张重汶 潘炳康;第一生产力创奇迹[N];广西日报;2003年
3 通讯员 李景寿;溪洛渡1600多员工坚守岗位[N];云南日报;2009年
4 本报记者  蒋学林 通讯员  梁波 张蕴华;锦屏大河湾上又一“星”[N];中国电力报;2007年
5 记者 贝为超 通讯员 张重汶;丰碑崛起 丰收在望[N];广西日报;2006年
6 通讯员 王久兴;溪洛渡水电站明年底大江截流[N];中国电力报;2006年
7 孙军胜;刀尖上的舞者[N];中国水利报;2007年
8 王立武;中铁十六局科技创新打造核心竞争力[N];科技日报;2003年
9 毛绍清;二滩公司携手中国水科院[N];西南电力报;2008年
10 黄晏铭;中华第一迷宫的特色在哪里?[N];中国特产报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李远;大型洞室群地应力测试及基于统一强度理论的稳定性分析[D];北京科技大学;2008年
2 于崇;水封式地下石油储油库洞室群围岩稳定性及渗流场分析[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
3 李攀峰;大型地下洞室群围岩稳定性工程地质研究[D];成都理工大学;2004年
4 胡斌;深切峡谷区大型地下洞室群围岩稳定性的动态数值仿真研究[D];成都理工大学;2002年
5 刘高波;地应力对气藏产能控制作用研究[D];成都理工大学;2007年
6 张文居;基于典型岸坡深部裂缝的岩石力学试验研究[D];成都理工大学;2009年
7 喻和平;区间分析理论及其在边坡工程中的应用[D];河海大学;2006年
8 胡明星;卫星遥感和GIS支持下矿区地应力场的分析与应用研究[D];中国矿业大学(北京);1999年
9 王丽娟;金川二矿区地下采场和采准工程力学稳定性研究[D];兰州大学;2008年
10 王志刚;基于优化方法的地应力与套管承载规律研究[D];中国石油大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏巍;洞室群围岩稳定性数值模拟分析[D];北京交通大学;2010年
2 杨举;地下水封油库洞室群应力应变规律与设计优化研究[D];中国地质大学;2011年
3 陈冉升;大型复杂地下洞室群开挖顺序及支护方法[D];兰州大学;2012年
4 郇澜;中条山公路隧道地下风机房洞室群围岩稳定性分析[D];西安科技大学;2012年
5 赵科;地应力场多元线性回归反演方法及其应用研究[D];江西理工大学;2012年
6 丁葆琛;葡萄山公路隧道通风机房洞室群围岩稳定性分析[D];重庆大学;2010年
7 李攀峰;金沙江溪洛渡水电站坝区地应力场及地下洞室群围岩稳定性数值模拟[D];成都理工学院;2001年
8 杨静;锦屏水电站地应力场回归分析与坝肩槽开挖高边坡稳定性三维非线性有限元分析[D];四川大学;2003年
9 王峥;锦屏一级水电站左岸基础洞室群开挖对坝头边坡变形及稳定性的影响研究[D];成都理工大学;2010年
10 郭凯;地下工程洞室群施工期反馈分析系统的构建[D];清华大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026