张斌[1]2004年在《大型地下洞室块体稳定性确定性研究及软件实现》文中研究指明块体理论是近年来发展和完善起来的一种岩体工程稳定性分析研究方法，其研究方法已经较为成熟，各种分析方法也均有较大进展。但是对于地下洞室来说，由于其特殊的地质环境及受限的研究区域，这方面的研究就显得较为薄弱。现在地下洞室块体稳定性研究多借助于Unwedge软件，所得到的块体体积、稳定性等结果都是不确定性的，而且也无法得到块体出露的确切位置。针对此问题，本文以拉西瓦水电站地下洞室为研究场所，以AutoCAD图形软件为平台，建立地下洞室和结构面的实体模型，通过对实体模型的组合、剖切获取结构面的洞顶及洞壁展示图，再以结构面展示图为基础，应用矢量运算对块体进行稳定性分析，并在AutoCAD中显示结构面展示图和块体展示图。此方法所有的计算结果都是在结构面位置已经确定的前提下得出的，所以这些结果都是确定性的值。为了使这种研究方法能够更方便的应用于科研、生产实际，作者利用Visual Basic开发环境编制了整套实用软件，使大型地下洞室的围岩稳定性分析能够在很短的时间内完成，并能将图形结果显示在AutoCAD平台中。论文还将本软件的计算结果与Unwedge的计算结果进行了对比分析，证明其计算结果是可信的。本方法能够得出块体稳定性分析的确定性结果，开发出的软件可以代替烦杂的手工劳动，并且准确率很高，为地下洞室的块体稳定性分析提供了一种准确快捷的途径。
巨能攀[2]2005年在《大跨度高边墙地下洞室群围岩稳定性评价及支护方案的系统工程地质研究》文中研究指明复杂地质条件下大跨度、高边墙地下洞室围岩稳定性研究是水利水电工程勘测、设计、施工、运行中的重要地质工程问题。在大量工程实践和研究工作中，国内外学者已建立一套关于围岩稳定性评价较为完整的理论体系。但在实际的工程中，特别是对于糯扎渡这种边墙高、跨度大、洞室相互交错的地下洞室群的围岩稳定性问题，还缺少系统的评价方法。本文以糯扎渡水电站大型地下洞室群为典型实例，通过对复杂岩体结构条件的准确描述和模型的建立，遵循大型地下洞室群整体变形稳定性和局部块体稳定性评价相结合的基本学术思想，发展了复杂环境下大型地下洞室群围岩稳定性和支护方案确定的系统工程地质评价方法。在系统的研究工作中取得了如下研究成果： (1) 应用复杂环境下大型地下洞室群围岩稳定性和支护方案确定的系统工程地质评价方法，系统地评价了糯扎渡水电站大型地下洞室群和引水发电系统在各种条件下的稳定性，并基于洞室围岩稳定性状况和可能的变形失稳模式提出了支护措施的优化建议。 (2) 查清了地下洞室工程区的地质条件，认为该区岩体结构的形成经历了复杂的构造改造过程。该区主要构造迹象表现为断层和节理，其中F_1、F_3规模最大，以F_1断层及F_3断层为界，可以将糯扎渡左岸分为叁个大的工程地质区。通过对比研究认为C1区是布置地下洞室群的最佳位置。 (3) 在已有的岩体结构研究成果的基础上，利用空间投影关系，采用由点到面的思路，研究了结构面的叁维展布特征。 (4) 应用岩体质量分级的最新成果，对洞室区和左岸工程区的岩体质量进行了总体分级。并根据监测资料，反演分析了岩体的力学参数，反演结果和实测资料吻合较好。 (5) 以糯扎渡地下洞室群为原型，利用复杂岩土介质的建模技术，采用数值模拟方法，对控制性结构面的工程影响效应进行了研究。结果表明：在地下洞室的布置设计时，主要洞室端墙与Ⅰ-1级结构面距离应大于80m。对切穿洞室的软弱结构面(1-2类)，相同倾角情况下，结构面走向与洞室轴线的夹角越大越有利于围岩稳定；相同走向情况下，低倾角结构面对洞室边墙围岩应力影响较大，而中等倾角的结构面对围岩的变形影响较大。 (6) 创新了大跨度高边墙地下洞室块体稳定性的评价方法，把地下洞室的可动块体分为边墙复杂块体、复合部位简单块体和复合部位复杂块体叁类，提出了相应的建模和稳定性评价方法。在此基础上，利用块体理论、矢量分析法和OpenGL技术，开发了地下洞室块体稳定性评价及支护设计程序(BlockCAD)：结合高边墙的特点，开发了地下洞室边墙块体稳定性分析程序(USASW)，为快速评价洞室围岩块体稳定性提供了新的方法。 (7) 在对工程区岩体结构模型进行概化的基础上，利用复杂岩体建模的基本理论和方法，采用Flac3D模拟了地下洞室群和引水发电系统开挖后围岩的应力、变形、塑性区的分布和动态变化特征，且对控制性断层的工程效应进行了系统的分析和总结。为洞室群和引水发电系统的稳定性评价和支护设计提供了基础资料和理论依据。 (8) 基于以上研究成果，结合洞室围岩可能的失稳模式，综合新奥法和挪威法的特点，提出相应的支护参数，并采用数值模拟方法，对支护措施的支护效果进行了模拟分析，结果表明，支护后围岩的稳定性状态可以满足地下洞室群安全的需要。
李文倩[3]2016年在《大型地下洞室群地震安全评价与对策研究》文中认为大型水电工程地下洞室群常处于地质条件复杂且地震烈度高的高山峡谷地带,进行大型地下洞室群地震安全评价与对策研究对防御减轻地震灾害、保护人民生命财产安全具有重要的理论及现实意义。目前地下洞室地震安全评价研究中多针对位移或应力等单一指标,缺乏从多指标综合角度进行地下洞室群地震安全评价研究;同时目前地震灾害对策研究多针对城市、道路交通等领域,缺乏地下洞室群地震灾害对策分析研究。本文针对地下洞室群地震安全评价与对策研究中存在的不足,融合水电工程叁维精细地质建模方法、数值模拟分析方法、安全评价理论及地震应急管理等多个交叉学科的先进理论与方法,开展大型地下洞室群地震安全评价及地震灾害对策研究。其中,地下洞室群地震灾害基础信息分析模型研究为地下洞室群地震安全评价与对策研究提供基础信息数据,地下洞室群地震安全影响因素数值模拟与围岩参数敏感性分析则为地下洞室群地震安全评价与对策研究提供力学分析数据。研究主要取得了如下成果:(1)综合分析工程信息、叁维模型信息及地震信息,建立地下洞室群地震灾害评价基础信息分析模型。大型地下洞室群地震安全评价与对策研究所需的信息繁多,如何进行有效地信息处理与分析是地下洞室群地震安全评价首先考虑问题。基于工程基础信息进行了具有复杂地质构造的叁维地下洞室群地质建模,并结合地震波的选取原则与处理流程建立了地下洞室群地震灾害评价基础信息分析模型。建立的分析模型从工程信息、叁维建模及信息处理与地震信息等方面,全面系统的对地下洞室群地震安全评价所需信息与模型进行了科学有效的分析,为地下洞室群地震安全评价及对策研究的科学分析提供了数据保障与研究基础。(2)考虑复杂地质构造对大型地下洞室群地震安全稳定性影响,建立地下洞室块体周边接触面动力抗滑模型,研究地下洞室群地震安全影响因素的作用机制。地下洞室群周边存在复杂的地层、断层、软弱夹层及大量节理裂隙,导致岩体结构面与洞室临空面相互交切形成形状各异、方向不同、大小不一的曲面块体,其是地震作用下地下洞室结构容易失稳的薄弱环节,很大程度上决定了地下洞室的破坏特点和安全程度。本文首先考虑块体周边接触中具有的摩擦与黏结特性、洞室周边断层特性及块体位于洞室断面的位置等因素对地下洞室地震安全的影响,进行多种安全影响因素作用下地下洞室与曲面块体结构的动态响应特性数值模拟。其次,由于曲面块体与周边岩体界面上存在黏结作用而非完全失效,因此建立了地下洞室块体周边接触面动力抗滑模型,分析了修正抗滑模型中黏结特性影响因素对单块体、I类相邻块体与II类相邻块体的安全稳定性影响,并探讨了修正抗滑模型中摩擦与黏结参数变化对块体结构的响应规律。(3)基于Garson算法与PaD2法进行了地震作用下地下洞室群围岩稳定参数的局部与全局敏感性分析,确定关键参数及各参数敏感性排序。目前,水利工程领域的敏感性分析大多集中于边坡、地基等方面,少有的地下洞室敏感性分析则多采用基于数理统计的局部敏感性研究,缺乏洞室地震安全稳定性的全局敏感性分析。本文针对现有研究不足,基于BP神经网络采用Garson算法实现围岩参数的局部敏感性分析,根据地下洞室及块体特征点的安全稳定性指标,研究围岩密度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等参数的敏感性影响程度。在充分考虑局部敏感性前提下,选用PaD2法研究两个因素相互作用下的全局敏感性分析,得到各参数敏感性系数排序结果,以及围岩属性信息中的关键参数与次关键参数。(4)在综合考虑地震安全评价的多指标评价等级条件下,提出大型地下洞室群地震安全评价模型与方法体系。地下洞室的地震安全评价是由位移、加速度及应力等多个评价指标共同影响的,目前研究大多采用单一指标的评价方法,评价结果具有明显局限性。本文将理论分析、数值模拟与优化算法等手段相结合,集成了强度折减法、粒子群优化算法、投影寻踪法及基于Vague集的集对分析模型等方法,开展了大型地下洞室地震安全评价模型与方法研究。构建适用于地下洞室的地震安全评价方法与体系,提出考虑位移、加速度及压应力等多指标影响的地下洞室群地震安全综合评价方法,并分别通过Dowding C H与Sharma S提出的评价方法验证本文安全评价体系的有效性与评价结果的合理性。(5)为有效降低地下洞室群的地震灾害损失,从灾害应急管理与决策角度出发,开展大型地下洞室群地震灾害对策分析原理与方法研究。在考虑地震灾害特点及地下洞室群空间分布特征条件下,从地下洞室群衬砌结构抗震效果、地震应急疏散路径、地震灾害应急管理及地震防灾减灾措施四个方面开展地下洞室群地震灾害对策分析原理与方法研究。首先,研究衬砌支护措施对地下洞室群结构的抗震效果影响,分析不同衬砌厚度条件下洞室结构动态响应变化规律。其次,基于地下洞室群安全稳定性分析结果,采用Dijkstra法、最短路径法及疏散路径当量长度法,研究地下洞室人员处于最不利位置时的应急疏散路径。再者,基于震前、震中及震后叁个阶段,研究地下洞室群地震灾害应急管理流程,探讨叁阶段间相互影响的循环过程。最后,研究地下洞室地质分析与选址、减震措施、施工质量控制、修复方法等工程措施及地下洞室地震防灾宣传与应急演练、应急资源保障、应急指挥机构及地震应急预案等非工程措施。
杜飞翔[4]2009年在《糯扎渡水电站大跨度高边墙地下厂房围岩稳定性研究》文中进行了进一步梳理复杂地质条件下大跨度、高边墙地下洞室围岩稳定性研究是水利水电工程勘测、设计、施工、运行中的重要地质工程问题。在大量工程实践和研究工作中,国内外学者已建立一套关于围岩稳定性评价较为完整的理论体系。但在实际的工程中,特别是对于糯扎渡这种边墙高、跨度大的地下厂房的围岩稳定性问题,还缺少系统的评价方法。本文以糯扎渡水电站大型地下厂房为典型实例,通过对复杂岩体结构条件的准确描述和模型的建立,遵循大型地下洞室整体变形稳定性和局部块体稳定性评价相结合的基本学术思想,评价了复杂环境下大型地下洞室围岩稳定性,提出了支护方案的建议。在系统的研究工作中取得了如下研究成果：(1)应用复杂环境下大型地下洞室围岩稳定性和支护方案确定的工程地质评价方法,系统地评价了糯扎渡水电站大型地下厂房的围岩稳定性,并基于洞室围岩稳定性状况和可能的变形失稳模式提出了支护措施的建议。(2)查清了地下洞室工程区的地质条件,认为该区岩体结构的形成经历了复杂的构造改造过程。该区主要构造迹象表现为断层和节理,其中F1、F3规模最大,以F1断层及F3断层为界,可以将糯扎渡左岸分为叁个大的工程地质区。其中,地下厂房布置在工程地质条件最好的C区。(3)应用岩体质量分级的最新成果,对洞室区和左岸工程区的岩体质量进行了总体分级。并根据监测资料,反演分析了岩体的力学参数,反演结果和实测资料吻合较好。(4)通过对糯扎渡地下厂房各级结构面资料的收集、统计和整理,分析其组合关系,确定不稳定块体、潜在不稳定块体和随机块体。在此基础上,利用块体理论和矢量分析法,采用SASW软件,对地下厂房的局部稳定性进行了分析和总结。重点研究了地下厂房各类块的形成机制,失稳方式以及稳定性分析,为地下洞室的局部稳定性评价和支护设计提供了依据。(5)在对工程区岩体结构模型进行概化的基础上,利用复杂岩体建模的基本理论和方法,采用Flac3D模拟了地下厂房开挖后围岩的应力、变形、塑性区的分布特征,且对其进行了系统的分析和总结。为洞室的稳定性评价和支护设计提供了基础资料和理论依据。(6)基于以上研究成果,结合洞室围岩可能的失稳模式,综合新奥法和挪威法的特点,提出相应的支护参数。实际开挖结果表明,支护后围岩的稳定性状态可以满足地下洞室安全的需要。
张磊[5]2015年在《深圳抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性研究》文中指出深圳抽水蓄能电站位于深圳市盐田区和龙岗区之间,距深圳市中心约20公里。电站设计装机容量1200MW,为Ⅰ等大型工程。地下厂房具体布置在响水河南侧、鹅公髻~福田坳分水岭的北东端山体下,埋深270m~290m。岩性为燕山叁期中粗粒黑云母花岗岩。断层型结构面和裂隙型结构面较为发育。大跨度地下洞室围岩稳定性问题是主要的工程地质问题。因此,本文以深圳抽水蓄能电站的地下厂房为研究对象,对地下厂房围岩的块体稳定性和变形稳定性进行了研究。本文在掌握了深圳抽水蓄能电站区域及厂房区工程地质条件的基础上,根据地下洞室断层型结构面和裂隙型结构面的赤平投影分析本文归纳出了几组优势产状,为判断洞室内各部位可能产生的各类型块体奠定了基础。在取得上述成果之后,使用UNWEDGE软件计算出块体的形状、规模、滑动模式、稳定性系数等。对厂房围岩块体稳定性做出评价。本文根据现场地应力测试结果得到了厂房区的地应力条件并根据现场结构面编录资料以及厂房几何尺寸通过3DEC建立模型对地应力场、结构面的对厂房变形稳定性的影响进行模拟计算研究。而后根据实际的施工开挖步骤对开挖过程中地下洞室的顶拱、边墙的变形稳定性进行研究,对支护方案以及加强支护方案进行了模拟评价。通过上述研究,本文得到了厂房区块体稳定性和变形稳定性的综合评价,为深圳抽水蓄能电站地下厂房的设计、施工提供了较为合理的依据,同时为类似的浅埋、大跨度、硬岩地下洞室的稳定性研究提供了一定的思路和依据。本文研究内容具体如下:(1)厂房置于燕山期花岗岩中,主要岩性为燕山二期(γ52(2))和燕山叁期(γ52(3))花岗岩类;区内断层较发育,但均是在晚更新世以来趋于稳定,活动性断裂不发育,小断层和节理裂隙以北西向和近东西向为主,与隧洞轴线夹角较大,对围岩稳定有利;厂房区属于中低地应力区;厂房区地震基本烈度为Ⅶ度,相应基岩水平峰值加速度为0.0723g;地下水类型有全风化带、第四系松散堆积层中的孔隙性潜水以及基岩裂隙水,主要为基岩裂隙水。(2)厂房区断层型结构面和裂隙型结构面均以陡倾结构面占绝大多数。断层型结构面优势走向有一组,即近NWW向,优势产状为N82°W/NE∠80°。这组断层型结构面的基本特征是:其裂面一般起伏,较坚硬;潮湿,局部滴水;整体胶结较差,不甚连续。裂隙型结构面优势走向分别为NW和NWW两组。其中,NW向裂隙组,优势产状为N40°W/NE∠78°;NWW向裂隙组优势产状为N84°W/NE∠74°。裂隙型结构面基本特征:这些裂隙都以闭合为主,裂面多微起伏~起伏粗糙,少数平直光滑和平直粗糙;局部长大裂隙地下水呈现渗滴状出露。这叁组结构面对洞室围岩块体稳定性起控制作用。(3)对天然工况下洞室不同机组段边墙、顶拱的潜在不稳定块体进行搜索和稳定性分析。结果表明:总共搜索46个块体,其中边墙有6个确定性块体、15个半确定性块体、11个随机性块体;顶拱有5个确定性块体、4个半确定性块体、5个随机性块体。下游边墙的潜在不稳定块体明显多于上游边墙。通过对每个块体的稳定性计算发现:①边墙有11个块体稳定性系数小于1.0,为关键块体,其中机组1段分布有4个,在机组2段分布有1个,机组3段分布有3个,机组4段分布有3个。②顶拱14个块体稳定性系数小于1.0,为关键块体。其中机组1段有4个关键块体,机组2段有2个关键块体,机组3段有1个关键块体,机组4段有7个关键块体。机组1段和机组4段关键块体较多。顶拱的关键块体较边墙稍多,并且其中有几个块体可能发生直接坠落,因此是施工时重点处理的对象。(4)结构面对深蓄地下厂房围岩变形的控制作用十分显着,而地应力条件不是深蓄地下厂房变形稳定性的主控因素。对比根据中导洞编录和第二层开挖编录进行的两次计算,变形量、不利变形分布稍有差别,但总体上,变形规律大致相同。从第四步开挖后不利变形开始出现。边墙变形稳定性较差,顶拱变形稳定性良好。上游边墙较下游边墙的不利变形区域更大;上游边墙4#机组附近为不利变形主要分布区,断层F357和北东向裂隙组对块体变形起到了控制性作用。原支护方案确实对局部变形起到了限制作用,对边墙变形的限制较顶拱明显。通过对加强支护方案和结构面刚度的对比分析,本文认为与结构面刚度的影响相比,加强支护的效果不显着,建议不更改原支护设计方案。
陈强[6]2006年在《地下洞室围岩岩体结构量化研究及块体稳定性评价》文中进行了进一步梳理本文通过对金沙江鲁地拉电站的多次野外调研，充利用地面调查以及勘探平洞内收集的丰富资料，以坝址所处的地质背景入手，从地下洞室围岩的岩体结构、围岩工程地质分类、局部块体稳定、整体变形稳定等几个方面对地下洞群的稳定性展开研究。结合该项具体工程，指出了一般地下洞室稳定性研究中存在的一些问题和不足，从技术方法和研究思路上对洞室稳定性评价作出了完善和补充。 在对洞室围岩岩体结构的研究中，通过对坝址区交通线路揭露的大范围基岩露头以及各个勘探平洞的详细统计，获得了裂隙的迹长L与出露宽度w的线性关系，从而得以用平洞内局限基岩面上出露裂隙的宽度来求取裂隙的最大迹长；将裂隙迹长密度指标引入到岩体结构划分中，分别用优势裂隙间距和单位面积裂隙迹长密度对鲁地拉电站地下洞室围岩的岩体结构进行了划分；以裂隙迹长密度为基本量化指标，利用移动平均的原理与方法，研究了洞壁裂隙分布的疏密程度，并将岩体结构类型与裂隙迹长密度对应起来，依据裂隙迹长密度等值线图定量地描述了岩体结构的平面分布特征；结合断层泥的力学试验研究，参照现行规范，讨论了坝址区特别是地下洞室范围内揭露的各类结构面力学参数的取值问题。 在对洞室围岩工程地质分类的研究中，讨论了几个主要分类指标的取值方法，分析了目前工程中普遍采用的测线法获取RQD的不足之处，提出了利用勘探平洞洞壁裂隙迹长密度换算RQD的方法，并与测线法获取的RQD进行了对比；对PD8-1勘探平洞进行了声波测试，获得了各个洞段单元内岩体的完整性系数，利用完整性系数与RQD的对应关系，分别计算了用测线法与裂隙迹长密度法获得的RQD所对应的完整性系数，对比了它们与实测波速资料获得的完整性系数的接近程度；采用多种分类方案，分别以密度法和测线法所获得的RQD(包括完整性系数)对地下洞室勘探平洞所揭露的围岩类型进行了划分。 在局部块体稳定性分析中，考虑了构成不稳定块体边界的结构面的有限性特征，按圆盘模型建立了结构面的空间方程，从构成块体的几何要素出发，详细讨论了互不平行的叁组结构面与临空面交切所形成的可动四面体以及互不平行的四组结构面与临空面交切所形成的可动五面体的判别条件；讨论了多组结构面与临空面交切所形成交点、交线与各个平面的拓补对应关系，提出了从上述交点中
崔银祥, 聂德新, 陈强[7]2005年在《某电站大型地下洞室群主变洞确定性块体稳定性评价》文中研究说明以黄河上游某大型电站地下洞室群主变洞为例,通过在AutoCAD软件中建立洞室与结构面的叁维实体模型,借助自编程序切割,展示这些结构面在主变洞边墙及拱顶的出露情况,在此基础上检索出组合块体21个,最后对这21个块体进行了确定性块体稳定性评价,给出其在主变洞上下游边墙及拱顶的块体组合情况、滑动方式、出露桩号和高度、出露面积、分布深度、体积、稳定性系数等。
刘杰[8]2009年在《水工岩体结构叁维精细建模与曲面块体分析理论与应用研究》文中研究说明在大型水电工程中,岩体结构是控制坝基坝肩、地下结构和边坡工程等稳定的主要因素之一。对于深埋于坚硬、高应力的岩体内的地下引水发电系统,其区域性地质构造和岩体内随机发育的节理裂隙等构成了地下洞室区域复杂的地质环境,而这些岩体结构面和开挖面组合切割得到的工程岩石块体的失稳将导致洞室围岩的破坏并影响到工程安全。因此,准确分析和预测地下洞室区域的岩石块体信息,包括块体的位置、几何形态、块体与地下结构的相互关系的确定,是大跨度地下洞室设计与施工中需要解决的关键问题之一。本文在水电工程原始地质数据分析的基础上,针对不同类型的地质表达数据研究了确定型建模——地质构造叁维建模技术和随机型建模——随机结构面叁维网络模拟技术,提出了水电工程岩体结构叁维精细建模的理论与方法;在岩体结构叁维精细模型的支持下,进行地下洞室曲面块体的识别分析研究。本文主要工作与研究成果如下:1.针对水电工程地质构造特点,基于确定型地质数据,引入水电工程地质构造叁维建模方法。研究了面向水电工程地质的叁维混合数据结构,地质构造曲面和地质体的NURBS构造技术等,并对岩体结构中的地质构造对象(如地层、断层等)提出了相应的拟合构造和几何建模方法,完成水电工程叁维地质构造模型的建立,该模型满足了精度高、数据量小的要求。2.针对裂隙发育的随机性、分组性和分区性特点,基于统计型裂隙数据,引入随机结构面叁维网络模拟技术,进行工程区域随机裂隙网络模拟。研究了基于实测数据的模拟裂隙面动态校核技术,以保证模拟结果在采样区与现场情况一致,提高模拟真实性;在叁维地质构造模型支持下,研究在地质构造约束区内裂隙面的动态模拟;耦合叁维地质构造模型,建立了岩体结构叁维精细模型,精细地描述了工程区域复杂的岩体构造系统。3.基于岩体结构叁维精细模型,进行地下洞室工程岩石块体的识别分析研究。提出曲面块体的概念和数学定义,并提出曲面块体识别的叁大定理——封闭性、完备性和唯一性,为块体识别奠定理论基础;提出了基于无向图的地质结构面网络优化方法,极大地提高了块体识别效率;结合洞室开挖面,设计了约束曲面块体和自由曲面块体的识别功能;研究曲面块体数据结构,并分析其空间几何形态,为进一步的块体稳定性分析提供可靠的地质属性和几何信息。4.依托某水电工程,对上述理论、技术和方法进行了完整、系统的应用研究。建立了该工程区域的叁维地质构造模型和岩体结构叁维精细模型,并进行地下洞室曲面块体识别和块体几何形态的分析,为进一步的稳定分析和围岩支护提供有价值的定性和定量数据。
崔银祥, 岳良彬, 聂德新[9]2005年在《AutoCAD叁维模型在大型洞室块体稳定性评价中的应用》文中研究指明以某大型水电站为例,阐明了AutoCAD叁维实体模型在地下洞室块体稳定性分析中的应用。首先采用AutoCAD软件建立地下洞室群与周边断裂的叁维实体模型,通过沿洞室拱顶和边墙的剖切,即可获得各断裂在洞室拱顶及边墙的确定位置信息,在此基础上进行可能滑动块体的检索,进行了确定性块体稳定性评价,为设计、施工提供依据。
赵中强[10]2015年在《新疆阜康抽水蓄能电站地下洞室群围岩稳定性研究》文中指出新疆阜康抽水蓄能电站是阜康市白杨河境内的一等大型工程,电站位于新疆昌吉回族自治州阜康市境内。下水库位于白杨河上游,上水库位于白杨河上游西侧的西岔沟内。下水库距阜康市约70km。水电站拟装机容量1200MW,地下厂房布置于白杨河上游的右岸山体中,深埋于地下200～300m。由平行布置的主厂房、主变室、尾水洞叁大地下洞室组成,地下洞室高22.8～56.3m,跨度30～40m,地下洞室群岩性主要为砾岩夹砂岩、硅质岩夹砂岩,仅在560m以后发育有块状的辉绿岩。即地下硐室范围内主要为层状结构岩体、少量为块状的辉绿岩。在如此复杂地质条件下,开挖大跨度、高边墙的地下洞室群,且岩体结构分布复杂,地下洞室的围岩稳定性问题将是该工程主要的工程地质问题之一。因此,洞室群围岩稳定性研究对地下厂房洞室围岩支护设计及施工方案的确定,保证地下洞室施工期及运行期安全具有重要的实际意义。本文在对地下厂房区围岩地质条件、岩体结构特性及岩体质量等研究基础上,采用数值模拟(FLAC3d)、块体分析(Unwedge)等手段,对地下洞室群围岩变形稳定性及块体稳定性进行了研究,取得了如下主要认识和结果:(1)研究了地下厂房区围岩的工程地质条件及岩体结构特征。厂房区地层为石炭系中统(C2),岩性以黑灰色硅质砂岩和辉绿岩为主,断裂裂隙发育,岩体结构类型主要为次块状-中厚层状结构以及块状结构岩体-厚层状结构岩体为主,PD30主洞部分洞段镶嵌-互层状结构岩体相对也较发育。(2)结合地下洞室区结构面发育分析的基础上,利用空间投影,研究了洞室群的结构面叁维展布特征。通过定量指标对地下厂房区岩体质量进行了综合评价,结果表明厂房区围岩以Ⅲ类为主,发育少量的Ⅱ类岩体、Ⅳ类岩体,其中Ⅲ级围岩69%以上。(3)在对工程区岩体结构模型进行概化的基础上,利用复杂岩体建模的基础理论和方法,采用FLAC3D模拟了群地下洞室开挖后围岩的应力、变形分布和动态变化特征及塑性破坏分布特征,洞室群开挖围岩向洞壁临空方向挤压,洞壁最大变形量值为16mm左右。塑性变形区一般发生在洞室的两侧边墙部位,破坏深度约5～30m。(4)基于FLAC3D数值模拟基础上,模拟洞室群的不同开挖顺序,研究洞室群优先开挖顺序对洞室群的稳定性的影响。分析讨论叁种开挖方案下地下洞室群开挖后洞室围岩的应力分布,位移及塑性破坏区分布特征,并依据模拟计算的监测点的应力量值和位移量值,对叁种开挖方案下开挖顺序对地下围岩稳定性评价。对比分析叁种方案中选取方案开挖顺序的合理性,为选取的开挖方式是提供了有力依据。(5)利用Unwedge软件对洞室群潜在不稳定块体分布特征及稳定性进行分析,评价了块体对地下洞室围岩局部稳定性的影响。分析发现顶拱块体局部失稳的可能性相对较大,对洞室群的拱顶进行锚固支护分析。通过预拟的叁种支护方案结果分析,根据洞室内的块体分布及安全度,选择出不同洞段的块体支护方案,以达到提高安全度的效果。
参考文献：
[1]. 大型地下洞室块体稳定性确定性研究及软件实现[D]. 张斌. 成都理工大学. 2004
[2]. 大跨度高边墙地下洞室群围岩稳定性评价及支护方案的系统工程地质研究[D]. 巨能攀. 成都理工大学. 2005
[3]. 大型地下洞室群地震安全评价与对策研究[D]. 李文倩. 天津大学. 2016
[4]. 糯扎渡水电站大跨度高边墙地下厂房围岩稳定性研究[D]. 杜飞翔. 昆明理工大学. 2009
[5]. 深圳抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性研究[D]. 张磊. 成都理工大学. 2015
[6]. 地下洞室围岩岩体结构量化研究及块体稳定性评价[D]. 陈强. 成都理工大学. 2006
[7]. 某电站大型地下洞室群主变洞确定性块体稳定性评价[J]. 崔银祥, 聂德新, 陈强. 工程地质学报. 2005
[8]. 水工岩体结构叁维精细建模与曲面块体分析理论与应用研究[D]. 刘杰. 天津大学. 2009
[9]. AutoCAD叁维模型在大型洞室块体稳定性评价中的应用[J]. 崔银祥, 岳良彬, 聂德新. 水文地质工程地质. 2005
[10]. 新疆阜康抽水蓄能电站地下洞室群围岩稳定性研究[D]. 赵中强. 成都理工大学. 2015
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