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针对水电站地下厂房开挖过程中出现的岩锚梁与围岩结合部位的纵向裂缝,结合地质资料、监测成果和施工过程,对岩锚梁裂缝产生的原因进行较为详细的分析,认为裂缝形成的时间在2006年10月底至11月初,即地下厂房进行第V层开挖施工期间;裂缝段围岩的差异变形是裂缝产生的主要原因;导致围岩差异变形的地质原因是存在岩脉断层,施工原因是支护措施不能有效地节制围岩变形。因此,考虑岩体的非连续性,加强施工期地质工作,及...
采用ABAQUS有限元分析软件,对某天然气储藏基地的一个储藏库进行三维黏弹塑性有限元模拟,分析了整个围岩体系在岩石溶解开挖阶段的应力与变形,以及套管相应的变形。主要内容包括:(1) 给出施工引起的溶腔上部岩体的应力场和位移场,并给出套管周围岩体随深度的变化曲线;(2) 结合ABAQUS软件要求的形式,给出一条合理实用的岩石蠕变曲线;(3) 结合应力分析数值结果,确定岩石和套管中可能存在的塑性区,并...
建立了断续多裂隙岩体的弹塑性损伤本构模型, 并将该模型应用于某大型水电站地下厂房工程, 进行了施工开挖弹塑性损伤三维非线性有限元计算, 获得了较为满意的结果。
预应力锚索在安装后,即有一个初始应力,并且应力随地下洞室后期开挖而变化。如何选择一个合理的初始张拉吨位,使锚索在洞室开挖完毕后达到指定的应力,既保证发挥锚索的作用,也留有一定的安全余地,是一个关键的问题。将该问题转化为求解锚索初始张拉系数的最优化问题。介绍预应力锚索的应力计算理论后,对常规的变尺度法进行改进,利用基于Broyden族的最优自调节变尺度法对尺度矩阵进行修正,使用向前差商来逼近梯度,采...
在施工过程中,由于开挖方式、爆破以及支护施作滞后等因素的影响,洞周岩体会有不同程度的“劣化”。一般而言,受开挖施工影响,离洞室表面越近的岩体劣化程度越严重;支护施作滞后时间越长岩体劣化程度越严重。因此,提出参数场的概念,将洞周围岩物理力学参数看作受初始地质状态、施工影响而随空间变化的非稳定参数场。采用三维弹塑性损伤有限元及位移反演分析方法,经敏感度分析确定恰当的待反演岩体参数,使用局部断面模型快速...
借助于两种变形产物的定向微观对比观测, 鉴别高速变形微观特征标志。对比结果表明: 石英冲击微页理、继形玻璃、切砾微断裂、撞击楔入、放射状破裂、碎砾随机排列和锯齿状破裂等变形形迹是典型高速变形微观标志。从而为天然古地震震源体的识别提供了客观依据。与此同时, 一定程度修正和完善了笔者前期认识。
地下结构荷载反算中的测线网优化布置。
根据地下结构开挖施工的特点, 建立了施工动态仿真数值模拟分析方法, 主要包括设计前施工过程的动态数值模拟和施工中的动态反演分析。同时研制开发了一集成化的地下结构通用计算软件, 并在多项实际工程中得到成功应用。
结合我国第一座地下水封储气洞库工程, 对水封式地下储气洞库的原理及设计作了简单的论述。通过数值模拟方法对地下水封储气洞库从理论上进行了分析探讨。为我国地下储气洞库工程的发展、设计和施工提供了理论依据。
反问题的求解常常需要转化为非线性优化问题,其目标函数定义为观测数据与模型数据之间的残差平方和。地下水模型参数识别最常用的优化方法都是基于梯度搜索,其缺陷在于对模型参数初始估计比较敏感和局部极小问题。与传统的基于梯度搜索的优化方法相比,模拟退火算法具有良好的全局收敛特性。把含水层参数识别反问题转化为组合优化问题,提出模拟退火算法识别二维、非稳态地下水流动模型的渗透系数和储水系数的策略。反问题的不适定...
边坡稳定安全系数受到多方面因素的影响,地下水位线的位置对边坡稳定的影响较大。通过对各种边坡模型的计算分析表明,地下水位变化对边坡稳定性的影响是有一定的规律的,地下水位在距坡脚3/10~4/10坡高范围内变化时对土坡的稳定安全系数影响不大。随着地下水位线的升高,边坡的稳定安全系数线性减小,可能发展为整体滑动破坏。
利用弹性力学的Mindlin解,推导得到顶管掘进机与土体之间的摩擦力和后续管道与土体之间的摩擦力引起的土体附加应力计算公式。假定土体为Winkler模型,推导得到土体损失引起的垂直向土体附加应力计算公式。研究了顶管施工在邻近垂直交叉地下管线上引起的附加荷载分布规律。研究结果表明:附加荷载的变化规律与地下管线和掘进机的相对位置密切相关,是一个三维问题;随着地下管线与顶管之间距离的减小,附加荷载急剧增...
利用弹性力学的Mindlin解,推导得到顶管掘进机与土体之间的摩擦力和后续管道与土体之间的摩擦力引起的土体附加应力计算公式。假定土体为Winkler模型,推导得到土体损失引起的垂直向土体附加应力计算公式。研究了顶管施工在邻近垂直交叉地下管线上引起的附加荷载分布规律。研究结果表明:附加荷载的变化规律与地下管线和掘进机的相对位置密切相关,是一个三维问题;随着地下管线与顶管之间距离的减小,附加荷载急剧增...
介绍彭水水电站地下主厂房洞室施工过程中高边墙围岩的变形破坏特征、相应的加固处理措施以及围岩监测成果等;在此基础上,开展主厂房围岩施工期的动态反馈分析。研究结果表明:对于陡倾角层状岩体中开挖的大型地下洞室群,围岩中分布的软弱结构面和岩层层面对上、下游边墙的变形与稳定起着控制性作用,陡倾角、顺向岩层组合的高边墙其变形失稳模式以典型的滑移破坏为主;而陡倾角、逆向岩层组合的高边墙则以沿层面的张裂、折断、倾...
在系统分析水诱发堆积层滑坡位移与失稳动因与机制的基础上,深入研究并总结地下水在堆积层滑坡稳定性演化过程中的动力作用与动力响应规律和特点,发现水诱发堆积层滑坡的位移与失稳直接受地下水位变化量控制,且其位移规律与地下水位变化量存在对应关系。根据上述分析结论并运用加卸载响应比理论的基本原理,首次提出以月地下水位的变化量作为堆积层滑坡的加卸载参数,以相应月边坡位移速率或位移加速度作为其加卸载响应参数,并以...

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