某大型地下洞室群围岩稳定性工程地质评价

某水电站布置有大型的地下洞室群,其规模在国内外已建和拟建的工程中都是十分罕见的。总体上说,地下厂房区岩体质量较好,但由于多期的构造作用,在厂房区岩层中发育有不同级别的结构面,对围岩的稳定性有一定影响。对此,本文运用围岩分类法和数值模拟法分析了厂房开挖后围岩的整体稳定性,然后运用UNWEDGE软件对主厂房顶拱部位的不稳定块体进行了分析评价。     

岩体质量对地下洞室围岩稳定性的影响

在现场调查的基础上,通过对西南某电站地下厂房洞室群围岩岩体质量的分析评价,采用三维有限元数值分析方法,对比分析不同岩体质量条件下,洞室开挖后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的差异。较全面地讨论了岩体质量对地下洞室围岩稳定性的影响。     

基于FLAC3D的矩形硐室围岩松动圈确定

围岩松动圈厚度的确定是地下硐室支护的基础,而对于非圆形硐室没有现成的计算公式,且现场实测松动圈一般比较困难,因此,对于非圆形硐室建立围岩松动圈与其影响因素之间的函数关系势在必行。本文采用FLAC3D数值计算程序,通过模拟不同条件下矩形硐室的松动圈,用回归方法建立松动圈厚度(Lp)与围压(P)、粘聚力强度(C)、摩擦角(φ)及跨高比K之间的关系,并通过了假设检验。     

椿树垭隧道岩体结构特征与围岩稳定性分析

通过岩体结构面网络计算机模拟,得出了隧道围岩岩体结构特征,并分析了其对围岩稳定性的影响,同时采用ANSYS有限元分析软件对Ⅳ级围岩条件下初始状态、开挖后不支护、开挖后支护3种工况下的围岩位移、应力分别进行分析和稳定性评价,结果表明:开挖后不支护时围岩很容易失稳;而实施初期支护能保证围岩的稳定性,且设计的初期支护方式能够满足安全要求。     

复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为研究

涉核地下硐室群核事故产生的钚气溶胶威胁核设施的长期运营安全,现有关于封闭空间内的钚气溶胶扩散行为研究主要涉及简单硐室,而未涉及复杂地下硐室群,复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为尚未得到充分揭示。首先对核事故钚气溶胶源项进行分析,讨论了钚气溶胶颗粒产生的方式和粒径分布特征,给出了硐室内钚气溶胶初始浓度的估算方法;然后通过分析钚气溶胶颗粒的空气动力学行为,给出了适合于描述钚气溶胶颗粒在硐室内传输的本构模型,建立了地下硐室群内钚气溶胶扩散行为模拟方法;最后以某复杂地下硐室群为例,采用Ventsim软件对两种释放场景(缓慢释放和剧烈释放)、不同释放位置条件下钚气溶胶的扩散行为进行了数值模拟,并对硐室群核事故应对措施展开了讨论。结果表明：钚气溶胶在硐室群内的扩散行为主要受核泄漏方式、核泄漏位置、钚气溶胶颗粒粒径以及通风系统的影响,通过合理规划硐室群布局、通风风路、防核泄漏措施等,可有效降低核污染扩散的风险。该研究结果对于地下硐室群核安全设计、核应急处理与核扩散风险管控等措施的制定具有一定的参考价值。     

岩体结构面组合对巷道围岩稳定性的影响

岩体结构面组合对巷道围岩稳定性的影响研究,一直是一个热点研究课题,不同的岩体结构面组合对巷道围岩稳定性的影响及其破坏的形式与规模都是不同的。本论文根据某具体煤矿项目的工程地质条件,采用离散元法模拟分析了节理不同方位组合对巷道稳定性的影响及其破坏形式,并得出了一些有益的结论,用以指导煤矿开采施工。     

古城水电站引水隧洞施工过程中围岩稳定性的数值模拟

介绍了古城水电站引水隧洞采用台阶法施工的过程与方法,并以有限元分析软件ANSYS为平台,运用现代岩体力学模型对该引水隧洞施工过程中围岩与衬砌之间的作用进行了数值模拟,研究了围岩应力动态调整过程及其围岩的变形规律。结果表明:隧洞上断面开挖且初期支护后拱顶弯矩值和剪力值最大,此处最容易遭到破坏;通过对施工过程中监测数据的整理和分析,预测了隧洞断面的最终收敛量,其计算结果符合规范要求,表明初期支护的设计能够满足隧洞围岩稳定性的要求。     

非煤矿山采空区失稳机理及稳定性数值模拟分析

地下开采形成的采空区而引起的灾害已成为地下矿山主要灾害之一。本文从非煤矿山采空区顶板(连续性结构岩体层状顶板、非连续性碎裂结构岩体)和矿柱两个关键影响要素对采空区失稳机理进行了研究,同时结合工程实例,采用FLAC3D软件对采空区稳定性进行了数值模拟计算与分析。结果表明:采空区围岩受力及变形导致的失稳状况与理论计算相吻合,并在工程上得到了很好的验证和应用。     

某水电站导流洞入口边坡开挖稳定性分析

某水电站导流洞处于高山峡谷区,洞室开挖只是影响6倍洞径范围内围岩应力重分布状态,对边坡整体稳定性影响不大,但边坡开挖将切除一部分可支撑边坡的坡脚岩体,会产生较大的不利影响。本文就该边坡开挖过程中的稳定性问题进行了数值模拟,并对边坡开挖过程中的最大不平衡力、位移变形、应力状态、稳定系数等进行了监测与分析,得出边坡天然工况下有局部失稳的可能性。该研究可为该边坡的工程设计提供依据,也对类似工程具有借鉴作用。     

经验强度准则确定有压隧硐上覆岩层最小厚度的方法

水工建筑中,据岩体的强度特性和内水压力的大小,精确确定有压隧硐上覆岩层最小厚度是非常重要的。文章在对经典方法进行评述的基础上,引入反映岩体非线性破坏特征的经验强度准则,视有压隧硐为内水压力和岩体初始应力联合作用的弹性体,据经验准则对岩体破坏的表述,理论推导了坚硬无裂缝岩体中有压隧硐上覆岩层最小厚度计算公式。最后,以简单算例说明文中方法。     

基于构造应变对隧道初始地应力场的反演分析

岩体中的初始地应力场是岩体稳定性与工程运营必须考虑的重要因素。以东营子隧道工程为例,以隧址区构造应变作为待求解的约束条件,结合工程地质条件和实测地应力资料,运用有限元软件对隧址区地应力场进行了回归反演分析。结果表明:基于区域构造应变获得的隧址区初始应力场克服了边界条件对地应力场的影响,更加准确地反映了隧址区地应力场的分布规律,可为隧道围岩稳定性分析提供准确的位移边界条件。     

确定岩体斜坡滑动面抗剪强度的动态反分析方法

滑动结构面的抗剪强度在岩体滑坡的稳定性计算中是最重要的参数,也是最难以确定的。基于岩体抗剪强度是多种因素影响下的随机变量这一认识前提下,本文以西柏坡“中共中央解放军总部”旧址滑坡为例提出了确定岩体斜坡滑动面抗剪强度的动态反分析方法,并对该方法获得的抗剪强度的实用性进行了分析。结果表明,反分析方法是获得岩体斜坡滑动面抗剪强度的最经济、合理的途径。     

地下洞室松动圈的研究方法与现状

地下空间的开发和利用是当前岩土工程发展的重要趋势之一.地下洞室是开挖在岩土体中作为各种用途的构筑物,地下开挖后,破坏了岩土体天然应力的相对平衡状态,引起围岩应力的重新分布,因此,地下洞室稳定性分析的重要内容之一是确定围岩应力的大小.围岩应力受诸多因素的影响,松动圈是重要的影响因素之一.文中比较详细地介绍并分析多种松动圈的确定方法,并对各种方法的优缺点进行简要评述,同时介绍了未来研究的方向.     

位场反演在相山火山岩型铀矿中的应用研究

相山矿田是我国最主要的铀矿资源基地之一,本文介绍了综合利用位、场及场的垂直梯度的物性反演方法的原理与实施,反演计算了相山盆地不同深度下的磁性结构分布特征,最后对相山盆地地下岩层结构及界面变化趋势进行了半定量和定性分析,这对指导相山的铀资源勘查有着重要意义。     

基于野外测量数据的裂隙间距箱线图法初探——以锦屏一级水电工程厂房为例

为了满足裂隙发育韵律性的分析需要以及在裂隙网络模拟中准确使用间距参数,利用基于中位数的探索性数据分析方法之一——箱线图法,对锦屏一级水电工程厂房区某排水廊道野外测量数据进行整理分析,结果表明:箱线图的离群值可以有效地避免掩盖效应,清晰直观地指示裂隙的疏密展布;与岩层产状一致的裂隙组发育具有随机性特点,受断层影响大的裂隙组离群值是裂隙集群分布的边界,而与断层高角度相交的裂隙组呈现疏密相间各自等间距分布的特征;二次探索分析提供的间距均值参数误差平均缩小到3.39%以下,相比概率累计分布曲线拟合得到的均值,其精度平均提高了46.97%,表明箱线图法是裂隙间距分析的有效手段。     

基于GH-B强度准则的节理岩质边坡稳定性分析

在岩质边坡工程数值模拟计算分析中,其难题之一就是如何较准确地确定岩体强度参数,而边坡岩体抗剪强度是影响计算分析成果的控制因素,也是支护设计成败的关键所在。采用GH-B强度准则对深水河大桥4号桥墩边坡进行了稳定性分析,同时与采用M-C强度准则的模拟结果进行了对比分析。结果表明:GH-B强度准则采用基于应力水平的塑性流动法则,更好地体现了节理岩体的变形和破坏机理,可有效反映岩体的非线性破坏特征,更加接近于工程实际,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

危岩体断裂特性的网格重构数值仿真研究

危岩体稳定是三峡库区的主要关注点之一。为探究不同裂纹赋存形态以及不同降雨工况下危岩体断裂的变形特性,基于围道积分原理,在Abaqus平台上利用Python语言开发了基于断裂力学理论的危岩体任意裂纹扩展的网格重构数值模拟方法,该方法与以往危岩体裂纹扩展数值模拟方法相比,能够体现危岩体裂纹尖端的断裂力学特征,实现连续介质中的非连续表达。利用此方法对重庆市万州太白编号为W15的危岩体稳定性进行了数值仿真研究,结果表明:提出的基于断裂力学理论的网格重构新型数值模拟方法在危岩体裂纹扩展研究中的适应性良好,为危岩体断裂变形特性模拟提供了一种新的数值模拟方法;危岩体的最大主应力值和剪应力值随着裂隙角度的增大呈现先增后减的趋势,危岩体的水平位移值随着裂隙倾角的增大持续减小;随着裂隙角度的增大,裂隙对危岩体变形的影响逐渐减小,危岩体的水平位移主要集中于危岩体的突出部位;危岩体裂隙长度的增大对危岩体应力及变形的影响最大,使得危岩体的变形由危岩体的突出部位向裂隙处集中;暴雨工况下危岩体的变形及位移较之天然工况要大,是影响危岩体稳定的重要因素之一;危岩体裂纹朝着危岩体的突出部位进行扩展,主要受到Ⅰ型扩展主导,随着裂纹的不断扩展,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子呈现指数型上升,Ⅱ型应力强度因子变化不大,危岩体初始裂纹长度越长,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子和Ⅱ型应力强度因子的绝对值越大。     

广西岩溶石山区洪涝灾害成因与防治对策研究——以马山岩溶地下河流域为例

以广西马山岩溶地下河流域为例,在野外水文地质综合调查与历史资料综合分析的基础上,探讨了该地区洪涝灾害的基本特征及分布规律,分析了洪涝灾害形成的原因,并提出了洪涝灾害综合治理的对策和建议。