收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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

胡斌  
【摘要】: 数值模拟方法在研究地下洞室围岩稳定性方面具有十分明显的优势,已日益成为稳定性定量评价中不可或缺的重要方法。本文紧密结合溪洛渡水电工程大跨度、高边墙复杂地下厂房洞室群,施工开挖过程中和开挖后围岩稳定性研究这一重大课题,在详尽的野外地质调查工作和对大量基础地质资料的整理与分析基础上,以目前国际工程地质界公认的最新通用软件FLAC~(3D)2.0版作为基本计算工具,从整个坝区地应力场的研究开始,通过动态数值仿真分析这一新的模拟思路,系统地研究了深切峡谷区地应力场多阶段的特征和演变规律,进而对左、右岸地下厂房洞室群开挖全过程中围岩应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征,进行了全过程动态数值仿真研究,并详细讨论了围岩质量、初始地应力场、施工开挖顺序对大型地下洞室群围岩稳定性的影响。通过上述研究,本文取得了以下新的进展和认识: (1)从方法论上,进一步拓展并丰富了原有的数值模拟思路。明确地提出了动态数值仿真分析的三个基本组成部分,即:仿真计算模型的建立——仿真过程设计——结果输出的控制与分析。每一部分都与相应的工程地质条件和岩体变形破坏的研究紧密结合在一起,动态数值仿真是整个地质作用过程和人类工程活动过程的模拟,是计算结果与不断获得的野外地质信息和岩体变形破坏迹象反复耦合的交互式动态分析过程。 (2)在FLAC~(3D)软件的提供的十二种初始单元网模型(Primitive Mesh)的基础上,独立地开发了FLAC~(3D)前处理程序(FLAC~(3D)Pre-processing Package),成功实现了建模自动化,极大地提高了工作效率,并且把真实地形、地貌反映到计算模型中,大大提高了计算的精确度和可靠度,在建模技术上有了新的突破,其设计思路也值得同类软件借鉴。 (3)按照动态数值仿真新思路,运用FLAC~(3D)软件及FLAC~(3D)Pre-processing Package,建立了深切峡谷区仿真计算模拟,设计出了较为合理的仿真过程方案,有效地控制了结果的输出,重现了峡谷形成过程中四个发育期的地应力场特征,并对峡谷区地应力场的演变过程进行了动态的系统研究与分析,其研究成果对分析、解决溪洛渡深切峡谷区地应力场存在的难题,提供了可靠且有力的依据。 (4)按照动态数值仿真新思路,以地下洞室群围岩的工程地质条件和工程设计方案为依据,系统研究了大跨度、高边墙地下洞室群开挖完成后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的分布特征,开挖过程中围岩的应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征。全面总结了溪洛渡水电站左、右岸地下厂房洞室群围岩应力,变形和破坏区的分布特征和变化规律,为洞室群稳定性评价和工程施工设计提供了基础资料和理论依据。 (5)密切结合溪洛渡右岸地下厂房洞室群的工程地质条件和工程设计,首次深入地讨论了围岩质量、初始地应力场、开挖顺序对大型地下洞室群围岩稳定性的影响。 (6)通过对实测地应力资料较深入的分析与研究,概括出溪洛渡深切峡谷区地应力场的基本变化规律。认为该峡谷区中,谷河底部最大、最小水平应力量值总体上具有随深度增加而线性增大的特征,但其线性方程的系数a_1、a_2、b_1、b_2,随地表高程的低高或者说 成都理工学院工学博士学位论文,20() 河谷侵蚀厚度的深浅而变化;岸坡山体中仅存在应力降低区和应力相对平稳区而没有明显 的应力增高区,应力降低区与应力相对平稳区的分界线在水平埋深135~165m之间。在应 力降低区,地应力的量值随水平埋深的增加而明显增大;在应力相对平稳区除a。变化较大 外,a。、。;量值相对平稳。通过动态数值仿真分析,其结果也得到了验证。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 李攀峰,张倬元,陶连金;大型地下洞室群开挖模拟中的特殊现象分析[J];地质灾害与环境保护;2003年02期
2 张玉敏;盛谦;朱泽奇;张占荣;;深度衰减效应对大型地下洞室群强震响应的影响分析[J];岩土力学;2010年10期
3 张玉敏;盛谦;张勇慧;朱泽奇;;高山峡谷地区大型地下洞室群非平稳人工地震动拟合[J];岩土力学;2009年S1期
4 崔臻;盛谦;冷先伦;朱泽奇;张玉敏;杨继华;;大型地下洞室群地震动力灾变研究综述[J];防灾减灾工程学报;2013年05期
5 张巍;肖明;范国邦;;大型地下洞室群围岩应力-损伤-渗流耦合分析[J];岩土力学;2008年07期
6 张玉敏;孙丽梅;朱泽奇;;大型地下洞室群地震水平加速度传播特征研究[J];世界地震工程;2012年01期
7 张玉敏;孙丽梅;朱泽奇;;地震作用下大型地下洞室群应力传播特征研究[J];世界地震工程;2012年03期
8 王刚;黄娜;吴学震;刘传正;袁康;;施工期大型地下洞室群快速反馈分析方法及应用[J];山东科技大学学报(自然科学版);2013年04期
9 曾庆利;宋玉环;杨志法;钟真发;;安徽花山古代大型地下洞室群工程地质条件与变形破坏规律研究[J];水文地质工程地质;2007年02期
10 朱泽奇;盛谦;冷先伦;朱付广;;大型地下洞室群关键块体地震响应分析[J];岩土力学;2010年S2期
11 李攀峰,张倬元,陶连金;某大型地下洞室群围岩稳定性分类研究[J];工程地质学报;2004年01期
12 王刚;蒋宇静;李术才;;大型地下洞室群施工期快速反馈分析实用方法[J];山东大学学报(工学版);2011年04期
13 隋斌;朱维申;李晓静;;地震荷载作用下大型地下洞室群的动态响应模拟[J];岩土工程学报;2008年12期
14 王刚;李术才;王书刚;隋斌;王者超;;节理岩体大型地下洞室群稳定性分析[J];岩土力学;2008年01期
15 杨强;刘耀儒;常强;冷旷代;周维垣;杨若琼;;结构变形稳定与控制理论及在岩土工程中的应用[J];工程力学;2010年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 陳建林;;複雜大型地下洞室群快速動態回饋分析與優化設計方法[A];第十一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(B卷)[C];2012年
2 温伟;耿民;;特大型地下洞室群施工监测方法研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C];2006年
3 左双英;肖明;;映秀湾水电站大型地下洞室群三维非线性损伤地震响应数值分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张玉敏;大型地下洞室群地震响应特征研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
2 苏国韶;高地应力下大型地下洞室群稳定性分析与智能优化研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2006年
3 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
4 李勇;高地应力条件下大型地下洞室群分步开挖稳定性及流变效应研究[D];山东大学;2009年
5 江权;高地应力下硬岩弹脆塑性劣化本构模型与大型地下洞室群围岩稳定性分析[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
6 张伟波;大型地下洞室群施工系统仿真理论与应用研究[D];天津大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张乾兵;大型地下洞室群劈裂破坏现场监测和三维地质力学模型试验研究[D];山东大学;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
  • 010-62982499
  • 010-62783978