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水布垭电站尾水隧洞施工过程分析与爆破动力研究

岑兵  
【摘要】: 近年来,随着人类对地下空间的不断利用,大型地下空间的开挖稳定性问题越来越突出。各类岩体工程项目朝着更大、更深的方向发展,工程的安全性要求也越来越高。地下工程围岩变形尤其是大变形很容易造成增加施工困难、毁坏施工设备、延误工期、增加工程成本等后果。如何保证新建隧道施工安全,是隧道施工中必须解决的关键问题。因此,对隧洞开挖的过程及其稳定性进行研究是十分必要的。 本文在综合分析国内外研究成果的基础上,分析了隧洞开挖所造成的洞室周边应力集中程度、塑性区应力、塑性区范围及支护结构的位移和应力状态。运用弹塑性理论、动力学原理以及数值分析方法,对作者参与监测的水布垭水电站尾水隧洞开挖进行了数值模拟分析,主要取得的研究成果如下: 1、以洞室施工过程弹塑性理论为基础,利用FLAC~(2d)大型商业程序对新建尾水隧道的施工过程进行了数值模拟分析,得到了隧道衬砌的位移、应力状态随新建隧道施工的变化规律,以及隧道分步开挖易造成围岩破坏的主要原因。 2、以显示有限差分方法和岩石爆破破坏理论为基础,利用FLAC~(2d)瞬态分析模块分析了在爆破冲击荷载作用下隧道施工中隧道的动力响应,得到了隧道围岩的振动速度、x方向位移、径向位移及主应力的时程曲线变化规律。


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