断续节理洞群渗流效应的数值模拟

采用三维有限差分FLAC3D程序,以二滩工程地下洞群为背景,考虑断续节理是影响地下洞室围岩稳定的重要因素,为有效反映其影响,本文提出Interface界面模型模拟断续节理的力学效应,对考虑与不考虑节理岩体渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。得到相应的结论,可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。     

瀑布沟地下厂房施工期变形与稳定的跟踪预报

应用基于弹粘塑性势理论的有限单元方法、人工智能方法以及加锚节理力学模型,建立基于位移监测资料的岩体力学参数反演系统,根据反演参数实现对地下洞室后续施工过程中围岩稳定性与变形的预报.应用该反演预报系统,动态跟踪预报瀑布沟地下洞室群在开挖、支护过程中围岩的稳定与变形情况,对洞室群的稳定性进行了评价.     

深埋地下洞室群轴线方位合理布置的计算分析

给出了通过数值计算进行深埋地下洞室群轴线方位比选的方法.首先给出了基于三维非线性有限元的地下洞室开挖和支护计算方法.然后根据围岩弹性系数的分布规律,首次提出了用于轴线方位比选的开挖荷载释放系数确定方法.最后对某水电站地下洞室轴线方位的合理布置进行了计算分析.发现在洞室纵轴线与初始地应力的水平最大主应力矢量的交角较小时,适当增大交角并加强支护措施,围岩的破坏和变形可以得到限制,围岩稳定仍有保障,而进一步增大交角,围岩破坏和变形将明显增大,进一步提高支护强度对围岩稳定的改善非常有限,这为深埋地下洞室轴线方位的合理布置提供了参考.     

地下实验室开挖围岩损伤评价方法及应用

为揭示地下实验室施工开挖围岩损伤演化规律,以甘肃北山埋深560 m的深部地下实验室为研究背景工程,建立基于Hoek-Brown准则的深部围岩弹塑性损伤本构模型,提出地下实验室施工开挖围岩损伤度的评价方法,编制计算程序并对地下实验室施工开挖与超载过程进行数值模拟。研究结果表明：洞室群施工开挖后围岩处于轻微弹性损伤状态,并未出现塑性损伤,洞室群整体安全稳定;随着超载的增加,围岩损伤区范围明显扩大,当超载到2.5倍初始地应力时,在洞室群交叉部位出现高度损伤区和开挖破裂区,建议对洞群交叉部位加强支护,并对中隔墙部位进行重点监控测量。研究成果为优化地下实验室建设方案提供理论指导。     

喷锚支护措施对地下厂房洞室群整体稳定性影响

喷锚支护措施由于其诸多的优点,在地下工程中得到了广泛的应用。以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用3维非线性有限元技术,分析冗各水电站地下厂房工程中喷锚支护措施的作用。通过计算得到了喷锚支护措施对围岩应力变形及塑性区的影响;利用强度折减法对地下厂房洞室群的整体稳定性进行计算分析,得到无支护措施情况和喷锚支护时洞室整体稳定性,从而评价支护措施对洞室群整体稳定性的影响。通过3维弹塑性有限元计算分析得到:喷锚支护措施可以有效地限制围岩的变形和塑性区的发展,可以在一定程度上改善围岩应力状态,避免应力集中,使洞室群整体稳定安全系数由1.8提高为2.5,有效提高了地下洞室的整体稳定性。     

基于长期强度的节理岩体洞室蠕变特性研究

为了进一步探究节理岩体蠕变特性,摆脱传统意义上从宏观弹塑或粘弹塑本构的角度分析岩体流变特性的方法,将细观单元视为弹脆性的本构关系,采用考虑岩石长期强度的岩石破裂过程分析系统,通过对不同工况下的节理岩体洞室数值模拟,得到了节理间距和节理夹角对围岩蠕变特性及其破坏特征的影响规律。结果表明：节理岩体洞室围岩的蠕变量随着节理面间距的增大而减小;当节理面的水平夹角小于45°时,节理岩体洞室围岩蠕变量随着节理面夹角的增大而增大,但当节理面倾角大于45°时,蠕变量反而随着节理面倾角的增大而减小,当节理面倾角等于45°时,围岩出现大量破坏,并表现出加速蠕变的特征。     

地震作用下地下洞室群整体安全系数计算与震后加固效果评价

为解决震后地下洞室围岩加固措施的加固效果评价问题,提出了地震作用下地下洞室群整体安全系数的计算途径和震后加固效果的评价方法.首先给出了基于拉剪强度同步折减思路的洞室群整体安全系数计算方法,可简便地定量评价不同工况下的洞群整体稳定程度.然后采用波动场应力法模拟汶川地震作用,对位于震中的映秀湾水电站地下洞室群震后加固措施效果进行了评价.通过对比洞室群在地震前后、加固前后的安全系数变化规律,认为采用该指标表征洞群的整体稳定性,能够有效地反映地震对洞群整体稳定的影响,并证明了震后加固措施的必要性.同时,计算对比发现,震后加固措施虽不能使洞室群的抗震性能完全恢复到汶川地震前的水平,但加固后的映秀湾地下洞室群完全能够达到规范要求的抗震设防标准,地下洞室群的长期安全稳定性能够得到保障,从而证明了震后加固措施的可靠性,为类似工程的震后修复加固设计提供了有益的参考.     

地下洞室岩体流变参数反分析

岩体蠕变是大型地下工程围岩稳定性分析中的一项重要研究内容,它为地下洞室群的长期稳定性研究提供理论依据。通过对某地下洞室群监测资料的分析,研究了该地下洞室群的蠕变特性,并通过FLAC3D程序反馈出岩体流变参数。将流变参数代入数值模型进行正计算,可预测洞室完全趋于稳定的时间,也可分析运行期围岩的稳定性。     

地下厂房洞室群岩体蠕变特性分析

岩体蠕变是大型地下工程围岩稳定性分析中的一项重要研究内容,它为地下洞室群的长期稳定性研究提供理论依据.本文通过对某地下厂房洞室群近期监测资料的分析,研究了其地下洞室群的蠕变特性,一方面丰富了蠕变分析的理论和方法,另一方面可以对该地下厂房洞室群在运行期的长期稳定性进行预测.     

高地应力条件下大型地下洞室群施工期围岩稳定特征研究

地应力水平高、岩体强度低是锦屏一级水电站地下厂房的主要特征,地下厂房施工期的围岩稳定问题十分突出。结合工程地质力学方法和三维有限元手段,对锦屏一级地下厂房施工过程进行了数值模拟,研究了地下厂房施工期围岩的应力变形规律、稳定性特征及围岩稳定主要影响因素。计算结果表明：围岩的应力变形、稳定状态受到断层、洞室布置及开挖支护程序的影响明显。围岩的应力随着开挖的不断进行而增大,最大应力出现的部位也在不断变化。随着开挖的进行,围岩的变形不断在增大,尤其是边墙的变形。在洞室交叉及断层出露部位,围岩的变形较大,塑性区基本贯通,应加强支护。     

FLAC3D在土体固结模拟中的应用

随着我国基本建设的发展，兴建公路、铁路、水利、 机场以及码头等项目日益增多，对地基沉降估算的要 求也不断提高.目前，在许多情况下已能够预估出误差 不超过10%一20%的最终沉降，但是预估固结沉降与固 结时间关系的准确度却仍然很低，计算方法有待改善. 为探索新的研究此种     

FLAC^3D在地震边坡稳定性分析中的应用

介绍了FLAC^3D基本原理和动力分析的特点;通过对某土质边坡的地震荷载动力分析,讨论了利用FLAC如进行边坡地震动力分析时如何设置边界条件、地质体阻尼的选取、地震波的时程转化和输入．在此基础上,依据边坡地震荷载作用下的边坡位移变形和塑性区域的贯通情况对边坡稳定性进行了分析．     

盾构开挖对地下管线影响的数值模拟分析

利用FLAC^3D模拟了盾构隧道开挖对管线的影响。模拟过程中考虑了隧道应力逐步释放,然后逐步施作衬砌,并考虑盾构机的推进力。充分考虑了盾构开挖对不同管径,不同埋深的地下管线位移的影响。模拟了双圆隧道施工对地下管线的影响,对比了单孔盾构开挖于双圆盾构开挖对管线作用的机理的不同。分析了两种双隧道开挖对地下管线的影响。结果表明,管线与隧道相对位置以及管线自身的刚度、管径等不同,将对其变形产生较明显的影响,得出的规律为今后类似工程施工提供依据。     

某基坑土钉支护的三维数值分析

为了更好地了解土钉支护基坑的内力和变形性状，利用商业软件FLAC^3D对某一工程实例进行了三维数值模拟，详细分析了其应力特征及变形特征，还计算了土钉倾角和土钉间距的改变对基坑变形的影响．计算结果与实测结果基本吻合，表明用FLAC^3D模拟土钉支护是可行的．计算结果同时也表明，基坑变形有明显的空间效应，应选用较小的土钉倾角和合理的土钉间距．     

FLAC^3D在库岸斜坡稳定性分析中的应用

水库库岸滑坡是水利水电工程中常出现的重大工程地质问题之一，库岸滑坡集普遍性、危害性和特殊性于一体，深入研究其诱发机理及变形破坏特征，对评价滑坡的稳定性以及制定经济有效处理措施具有重大意义．本文针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏的特点，分析了库水诱发滑坡的破坏机制，并运用数值模拟方法对某库岸边坡工程进行分析，验证了所得结论；边坡岩土体因饱水软化作用，其滑动面的力学参数数值降低；库水的浮托力在某种程度上又有利于边坡的稳定；而当库水位陡变时，坡体内产生的渗透力又容易导致边坡失稳．     

Stability and reliability of pit slopes in surface mining combined with underground mining in Tonglushan mine

Slope stability is of critical importance in the process of surface-underground mining combination. The influence of underground mining on pit slope stability was mainly discussed, and the self-stabilization of underground stopes was also studied. The random finite element method was used to analyze the probability of the rock mass stability degree of both pit slopes and underground stopes. Meanwhile, 3D elasto-plastic finite element method was used to research into the stress, strain and rock mass failure resulting from mining. The results of numerical simulation indicate that the mining of the underground test stope has certain influence on the stability of the pit slope, but the influence is not great. The safety factor of pit slope is decreased by 0.06, and the failure probability of the pit slope is increased by 1.84%. In addition, the strata yielding zone exists around the underground test stope. The results basically conform to the information coming from the field monitoring.     

三峡工程右岸地下厂房引水洞衬砌混凝土轴向裂缝成因分析

利用三维有限元的温度场仿真和二维有限元的徐变应力场仿真分析方法,探讨了三峡工程右岸地下引水洞衬砌在腰部附近及底部产生顺水流向规律性很强的轴向裂缝的原因.对各种可能的原因进行了敏感性分析,认为本工程衬砌裂缝的产生主要是环境温度变化引起,其中温度骤降的影响最大.     

某双层地下车库顶板与楼盖方案的经济性分析

对合肥市某双层地下车库的顶板与楼盖布置提出三种方案,利用含钢量和混凝土含量这两个经济性指标,分别分析双层地下车库顶板和负一层楼盖的经济性,最后得出：对于双层地下车库顶板方案,十字次梁方案最为经济,材料造价最低;对于双层地下车库负一层楼盖方案,一道次梁方案最为经济,材料造价最低.所得结论可为相关地下车库设计提供参考.     

工程降水对深基坑坑底回弹影响的FLAC^3D分析

应用FLAC^3D数值计算程序,分析了工程降水对深基坑坑底回弹的影响．结果表明：工程降水可以明显减小坑内土体的回弹量,但不会改变坑底回弹变形的趋势面形状;并且,开挖面下的工程降水深度越大,坑底的回弹变形越小．