基于离散裂隙网络法的地下石油洞库洞室间水封性评价

为研究地下水封石油洞库洞室间水封性,依托黄岛地下水封石油洞库工程,采用离散裂隙网络法进行了7个不同工况的分析,分别获得了在不同水幕压力、洞室间液面差、洞室间距和裂隙倾角条件下的地下水头分布和流体渗流情况。研究结果表明:水幕压力增大、洞室间液面差减小与洞室间距增大均会改善洞库水封性;裂隙网络中裂隙倾角的变化会影响围岩的渗透张量,从而改变裂隙网络中地下水的渗流路径,继而影响地下水封石油洞库洞室间水封性;仅靠增加水幕系统压力并不能保证洞室间水封性,地下水封石油洞库相邻洞室水封设计应综合考虑储油情况、洞室间距、裂隙倾角等因素。     

系统锚杆对地下厂房围岩变形与稳定性的作用与影响

讨论了系统锚杆的作用机理，结合天龙湖地下厂房围岩的各向异性特征，运用有限元计算方法模拟其施工开挖过程，研究有无系统锚杆支护两种工况地下下厂房主要洞室分期开挖过程中的围岩变位与稳定性，计算结果表明系统锚杆对于改善开挖过程中围岩的变形与稳定性具有明显的效果。     

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。     

大型地下洞室围岩稳定性数值模拟分析

结合泰安抽水蓄能电站的工程建设实际,在现场地质调查和场区地勘资料分析的基础上,深入分析了工程区的地质力学环境条件,建立了能够反映研究区地貌、岩体结构和地应力环境条件的力学模型.以地应力实测结果为参照依据,采用线性有限元法反演分析了初始地应力场,采用非线性有限元方法模拟了地下厂房等主要洞室开挖施工与支护过程中的围岩应力和稳定性状况,全面论证了大型地下洞室开挖方案的可行性,揭示了大型地下洞室不同开挖阶段应力的集中部位和围岩的潜在破坏部位.     

大型地下洞室开挖数值模拟分析

以某水电站调压井大型地下洞室群施工为例,通过典型断面关键点位移、小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析了开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响．数值计算表明,开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩位移、小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,最大位移与最大拉应力均位于调压井下部,分别为10．57mm及1．10MPa,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,所以洞室开挖后需及时支护．计算表明,当二次衬砌高程大于关键点所处高程,该点安全系数明显增大,满足规范要求,且通过支护方案比选,调压井混凝土浇筑至625．5111高程是该工程最经济合理支护方案．     

大型窑洞式地下厂房围岩稳定性试验分析

本试验利用自制的地质力学模型材料(MSB),在窑洞式地下厂房的立式平面应力模型的周边上,按实际主应力方向进行加载。成功地模拟了原始地应力场,得出了洞室在实际开挖过程中围岩应力变化、洞室变形状况及破坏形态。     

断层破碎带隧道围岩稳定性分析

为研究断层破碎带隧道开挖过程中围岩稳定性以及拱顶沉降变化规律,对某断层破碎带隧道施工过程实施了监控,并采用回归分析的方法预测了该隧道两个断面的最终沉降.以该隧道为原型,基于有限元原理与岩体的弹塑性本构关系,采用ADINA软件,建立了有限元模型并进行了隧道开挖过程的模拟计算并预测了最终沉降.模拟计算结果表明:隧道开挖过程中最大垂直位移始终位于拱顶,上台阶左侧及上台阶右侧土体开挖后,拱顶下沉及周边收敛速率增大.现场监测结果与有限元模拟结果都证实了在断层破碎带围岩中采用预留核心土的隧道开挖方法能够有效控制拱顶沉降并预防塌方、冒顶等事故的发生等.研究成果可为隧道围岩稳定性研究提供理论依据,为隧道施工提供技术支持.     

开挖边坡变形和稳定性有限元分析

采用有限元方法对边坡开挖进行数值计算,得到开挖后边坡的变形情况,并通过抗剪强度折减技术对开挖后的边坡材料进行强度折减,得到边坡破坏时的临界滑面和安全系数。有限元方法的计算结果不但能评价边坡的稳定性,还可得到潜在的危险区域,对边坡开挖施工有一定指导意义。     

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。     

碎石排水层地下结构非自由场液化数值试验分析

在浅埋地下结构周围设置碎石排水层,应用FLAC3D作自由场、普通地下结构非自由场、碎石排水层地下结构非自由场液化对比数值试验,研究碎石排水层法液化场液化分布特性,验证碎石排水层方法的抗液化效果,分析碎石排水层非自由液化场结构的动力特性变化。计算结果表明,液化场中地下结构周围设置碎石排水层,结构周围则不会液化,结构远处液化场中的超静水压力显著降低,结构不出现上浮,水平漂移减小。碎石排水层加大了结构与碎石的整体质量和刚度,增加了结构的稳定性。研究成果为地下结构穿越液化土层设计提供理论及试验基础。     

某岩溶隧道围岩稳定性及涌水量预测的流固耦合分析

以沪蓉西高速公路乌池坝隧道为工程背景,建立了岩溶隧道三维地质模型,分析了在流固耦合条件下隧道轴向和垂直隧道轴向方向上的隧道围岩应力特征,讨论了围岩应力与分析断面距暗河、地表岩溶洼地之间距离以及与工况之间的关系,分析了各种工况条件下隧道典型断面洞壁的位移变化情况,对隧道的涌水量进行了分析和预测.研究和分析结果可为岩溶地区隧道的围岩稳定性分析和涌水量预测提供参考和帮助.