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水电站地下厂房信息化施工仿真

高述峰  
【摘要】: 随着人类工程技术水平的不断提高,地下工程得到了迅速的发展,地下工程的数量日益增多,规模也越来越大,出于对地下工程建设的安全性和经济性考虑,必须要采取一种有效的方法来进行保障,经过人们长期的探索研究,采用基于新奥法的施工理念进行地下工程的施工,能够达到保障工程安全与节约投资的较好效果。 新奥法施工的三大技术支柱是喷射混凝土、锚杆加固和量测技术,通过这三大技术实现尽可能地保护围岩原有强度、容许围岩变形但又不造成过度松弛破坏、及时掌握围岩和支护结构变性状况等目标,而通过信息化施工仿真模拟无疑是实现这种施工理念的最好方式。 本文以ANSYS作为前处理平台建立有限元模型并进行网格划分,应用自编程序导入FLAC~(3D),以FLAC~(3D)为平台进行计算,对地下洞室进行信息化施工数值仿真。 首先结合实测地应力资料,建立了三维非线性有限元模型,模拟了断层及裂隙密集带;针对不同地应力场,用FLAC~(3D)程序求解,得出神经网络分析样本,采用改进的BP神经网络对初始地应力场进行反演;同时用其来确定围岩参数,并且通过开挖过程模拟对围岩的参数进行敏感性分析,得出影响围岩稳定性的各敏感性因子。 结合工程施工和监测资料,按照施工步骤对洞室群进行施工模拟,根据前一层监测资料进行围岩参数试算分析,并采用选取的参数对下一步开挖进行预测,与监测数据进行对比统计分析,证明预测结果满足工程精度要求,所获得的围岩计算参数满足工程计算精度要求的。 由地应力场反演结果和围岩参数反演结果对地下厂房洞室群进行信息化施工仿真模拟,根据施工步骤,对锚喷支护,预应力锚索锚固进行模拟,对开挖所引起的应力、位移重分布以及塑性破坏区分布情况加以分析,并得出具有工程指导价值的可靠结论。


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