清江水布垭工程坝区三维应力场研究

水布垭水电枢纽拟建于清江干流深切峡谷地段,重力是决定坝址区岩体稳定与否的关键因素。该文采用三维有限元数值模拟的方法,对坝区岩体在重力作用下的应力场和位移场进行研究,为工程建设和坝区岩边坡稳定性评价提供了重要依据。     

黄河拉西瓦水电站坝区天然高边坡特征及其治理

拉西瓦水电站为黄河上游最大水电枢纽工程。两岸边坡谷底至岸顶相对高差为600~700m。正常蓄水位以上边坡高度约450m。坝址两岸2400m高程以上天然高边坡变形破裂体、松动体、危岩体、危石等发育广泛且小型不稳定体随机分布。高边坡稳定性构成本电站重大工程地质问题之一。且因峡谷深切、边坡高陡,对其处理难度很大。论文首先总结了电站坝址两岸天然高边坡地质特征,对高边坡进行了稳定性分区与总体评价。在此基础上提出边坡处理原则与方案设计。最后列举了2个边坡处理典型实例,一为基于现代设计理念和新型材料的SNS柔性边坡防护系统在拉西瓦高边坡不稳定体处理中的广泛应用;另一为坝址大型变形破裂体———Ⅱ#变形体的综合治理。根据高边坡不稳定体各自不同地质特征,采用科学且针对性强的流通量措施能够达到稳定要求的。     

鄂西清江两水利枢纽坝址区地震危险性对比分析

本文在研究清江流域及外围区域地震地质条件和地震分布规律的基础上，划分了１、２个潜在震源区，并确定其相应的地震活动性参数，同时探讨区域地震烈度衰减规律及各潜在震源区对隔河岩和水布垭两坝址的影响烈度、进而复泊松模型，评价两坝址的地震危险性，获得了丙坝址不同期限内的地面峰值加速度及其相应的超越概率。根据对比分析，水布垭坝址的地震危险性比隔洒岩坝址小。     

三峡水利枢纽三斗坪坝址结晶岩体水力学特性及其应用

存在于人类工程活动岩体中的水,对岩体的平衡状态有极为重要的影响,几乎所有的工程岩体失稳都与水的作用有关,三峡水利枢纽坝址区的结晶岩体也不例外。船闸高边坡、地下厂房及坝基岩体的稳定都受水压作用的影响。虽然,所研究的与水压作用有关的工程岩体稳定性问题千变万化,但从水力学的角度来看,最基本的问题就是怎样合理地选取岩体的水力参数。本文首先从岩体中的裂隙入手,用渗透率张量法研究坝址区结晶岩体渗透习性的各向异性变化规律;其次,据岩体的地质特征、物理力学习性和水力习性建立结晶岩地区典型     

拱坝联合坝肩岩体三维计算模型构建

坝址区复杂的地质条件与岩体力学环境变化,直接影响坝肩岩体抗滑稳定及拱坝的安全。我国西南乌东德超高拱坝坝址区工程地质条件极为复杂。坝体载荷后,区域内地层岩性、断层构造、岩溶系统、拱座内不连续裂隙等自然地质条件,成为影响坝肩岩体稳定性的主要因素。基于可研阶段地质勘探数据、二维地质剖面和工程设计数据,采用面向对象技术、多种软件协同作业,建立自然地质条件和工程对象的几何模型。构建适用于地应力反演分析,坝体载荷、工程开挖等因素影响下坝肩稳定性分析的三维精细有限元计算模型。该三维模型最大程度地模拟了工程岩体复杂结构,为高拱坝坝肩岩体稳定性综合分析提供良好的基础。计算结果表明:河谷两侧近地表地应力带及河床深部地应力区应力水平与实际量测值接近。坝肩槽开挖完成后,右岸拱肩槽800 m高程附近位移值最大达到12.9 mm。两岸9个可能滑动楔块在不同荷载组合条件下有一定差异,整体上左岸坝肩稳定性强于右岸。组合地震荷载作用下,所有楔块安全系数均大幅下降,但仍具有一定的安全裕度。     

黄河黑山峡大柳树坝址岩体质量评价

通过大量的现场勘测、试验、测试资料,对坝址区岩体结构特征、岩体弹性波速特征、坝址围岩分类和岩体变形破坏特征等方面的研究,定量化的评价了坝址区的岩体质量。给出了不同质量级别的岩体的力学参数的建议值。     

跨孔声波法在某水库坝址区岩体检测中的应用

跨孔声波法是混凝土检测的重要方法,为掌握下把比水库大坝坝址区岩体节理裂隙发育、岩体性状及其分布,选择了坝址区A、B两处部位各3个钻孔,采用跨孔声波探测技术进行钻孔岩体声波波速测试。测试结果表明:大坝坝址水平段基础岩体组织结构部分破坏,岩体纵波波速值v_pm一般在2000～4000 m/s,岩体风化裂隙发育、较破碎,存在裂隙、破碎带及局部软弱夹层等缺陷。研究结果为大坝坝址基础岩体完整性程度评价提供数据支撑,为解决大坝坝址稳定及渗漏问题提供提供详实可靠的依据。     

澜沧江某水电站右坝肩岩体倾倒变形的数值模拟

对该水电站坝址区陡立反倾板状结构岩体而言,纵向河谷的地形特征,使坝址两岸边坡大范围发育倾倒变形。针对该水电站倾倒变形问题,在掌握坝址区工程地质条件背景的基础上,通过对岩体倾倒变形基本特征及破裂程度分级等分析,建立边坡离散元的工程开挖和破坏机理的数值计算模型,得出了工程开挖边坡岩体倾倒变形特征和变形破坏机理发展过程为:初期弱倾倒变形岩体的层内剪切错动、强倾倒变形岩体的层内拉张变形、强倾倒变形岩体的切层张-剪破裂及极强倾倒破裂岩体的折断张裂(坠覆)破裂。研究结果为倾滑体的稳定性评价及工程开挖施工提供一定科学依据。     

喜河水电站坝址区缓倾角结构面综合分析研究

喜河水电站坝型为混凝土重力坝,重力坝对地基岩体的抗剪强度有较高的要求。前期勘查成果表明喜河水电站坝址区存在较多的缓倾角结构面,缓倾角结构面的存在是影响坝基抗滑稳定的关键,因此要对坝基作出抗滑稳定性评价。首先要研究坝址区缓倾角结构面的分布规律及连通情况,通过对坝址区缓倾角结构面的综合分析研究提出合理的坝基岩体的综合抗剪强度。     

某水电工程坝址区花岗岩岩体风化特征研究

水电工程建设中,坝址区岩体风化特征是最受关注的问题之一。对大渡河中游某电站坝址区花岗岩岩体风化特征进行研究,分析影响其风化特征的控制因素,并指出风化作用对工程的影响。     

清江水布垭地下厂房围岩稳定三维数值分析

采用三维有限差分法,对水布垭地下洞室群围岩稳定性进行了分析。通过多种方案计算和比较,论证了局部软岩置换、支护型式优化、支护参数优化的合理性。在此基础上对地下洞室围岩的整体稳定性作出评价。     

澜沧江某电站左岸地下洞室群围岩稳定性的FLAC~(3D)分析

在岩体结构模型概化的基础上,采用FLAC3D数值分析方法,系统研究了澜沧江某大型水电站大跨度、高边墙地下洞室群开挖完成后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征。总结了地下洞室群围岩应力、变形和破坏区的分布特征和变化规律,为洞室群稳定性评价和工程施工设计提供了基础资料和参考依据。     

深埋硐室高围压条件下的围岩动力学响应

地下硐室开挖过程中,应力波对硐室周围围岩位移及其应力应变变化规律起着十分重要的作用,准确分析应力波对硐室围岩的影响规律,不仅可以作为检验施工设计的依据,而且可以预测预报围岩的稳定性和调整开挖方式、支护设计等,从而合理地指导施工。利用三维快速拉格郎日法(Flac3D有限元分析程序),以冬瓜山铜矿某破碎硐室为实例,在硐室围岩模型的上边界施加动力载荷,以模拟外界动力扰动对硐室围岩稳定性的影响,再通过加载峰值,来考察动载强度对硐室围岩的影响,得出了硐室围岩在不同时刻的应力和塑性区分布情况。研究表明:当扰动应力波来自硐室围岩竖直方向时,其对硐室拱顶和底板围岩的稳定性影响较大;当扰动应力波来自硐室围岩水平方向时,其对硐室侧壁围岩的稳定性影响较大。     

昆明白泥井3号隧道围岩稳定性FLAC3D模拟

应用FLAC3D数值模拟软件对昆明白泥井3号隧道围岩稳定性进行了分析和评价.结果表明隧道支护后围岩的最大变形出现在隧道右侧拱顶,为1.00cm;隧道支护后左侧拱和右侧拱脚处剪应变明显增大,为应力集中区;围岩可以通过自身应力、应变和能量的调整,使整个隧道围岩处于稳定状态;同时也表明FLAC3D用于隧道围岩变形分析是可行的.     

水布垭马崖高边坡岩体地下开挖三维数值模拟研究

清江水布垭水电站是清江上游拟建的一个特大型水电工程,马崖高边坡位于水布垭峡谷出口右侧,总体地质结构具上硬下软特征,电站导流洞及尾水洞将从马崖高陡边坡坡脚穿出,地下开挖主要在软岩层中。应用FINAL及ROCKY程序对水布垭马崖高陡边坡岩体地下开挖进行数值模拟,研究了边坡岩体内进行地下洞室开挖后边坡力学状态的改变及洞室岩体（含岩柱）的稳定性,基于削坡是水布垭马崖高陡边坡的重要整治措施之一,研究中进行了各种分步开挖工况下的削坡有效性定量研究,重要工况还同时进行了VI度地震作用下的动力作用分析。     

基于土体本构模型的某碎石土滑坡降雨入渗稳定性分析

降雨是自然界诱发滑坡的最为活跃的外部因素之一,降雨入渗降低滑坡稳定性受降雨强度、降雨历时、滑体的渗透性、径流系数和侧向补给等因素的影响,然而一般工程中缺乏有关降雨入渗对滑坡稳定性影响的深入研究。研究表明,碎石土滑坡主要是由滑体位移、滑动状态、滑面上摩擦应力的发挥程度不一致、塑性应变的不断发展及发展不一致引起的,降雨入渗诱发滑坡主要是通过改变岩土体的原有应力-应变状态等实现的。滑坡防治工程中,常以滑带土抗剪强度、滑体重度、孔隙水压力、渗透压力作为滑坡体稳定性分析和防治工程设计的重要参数,较少考虑降雨过程中滑坡岩土体应力-应变变化规律。本文基于碎石土的本构模型,采用数值模拟方法,基于降雨入渗过程中土体应力-应变变化规律,考虑土体的渗透系数、径流系数和入渗强度等因素,对某碎石土滑坡稳定性进行分析,结合对该滑坡的观测,揭示碎石土滑坡在降雨入渗作用下坡体内孔压、应力等分布情况,为该类滑坡防治提供理论依据。     

三维弹塑性接触有限元滑坡稳定性分析

为了准确评价碎石土滑坡的稳定性,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用三维弹塑性接触有限元算法计算碎石土滑坡的整体稳定性系数和分析滑坡的稳定性。研究结果表明,采用三维弹塑性接触有限元强度折减法计算碎石土滑坡的稳定性系数,可以考虑滑坡体的空间效应,使计算结果更加精确;在碎石土滑坡变形解体破坏过程中,在空间上滑体塑性应变和滑面上岩土体抗剪强度的发挥程度是不一致的;根据三维弹塑性接触有限元算法计算的滑面接触摩擦应力计算二维剖面碎石土滑坡稳定性系数的方法比较适宜于该类型滑坡稳定性的分析评价,能够比较客观、准确地反映滑坡所处的实际状态。     

基于Flac3D和3DEC数值模拟技术的岩体稳定性评价

本文选取神仙居景区内般若道景点坡体为研究对象,利用无人机航拍技术进行复杂地形建模。在结合现场测量的地形地貌、工程地质条件和边坡岩体的破坏现状等基础上,采用Flac3D有限差分数值模拟技术和3DEC离散元数值模拟技术相结合,利用Flac3D对岩体整体稳定性、应力分布和位移变形分布进行模拟分析;使用同一模型,利用3DEC离散元数值模拟技术模拟局部岩体的变形崩塌过程,对岩体局部的稳定性进行模拟分析。结合两者模拟分析的结果,对岩体稳定性进行综合评价,以此增加数值模拟分析的可靠性。数值模拟结果表明,表面破碎的岩体稳定性差,极易崩落,并对般若道处的游路行人安全构成威胁,这一结果和实际调查结果基本一致,建议对该路段进行绕避。     

高应力软岩巷道围岩与支护结构相互作用分析

基于Mohr-Coulomb应变软化模型,将收敛-约束法应用于高应力软岩巷道围岩-支护相互作用分析中,构建典型支护结构特征曲线。以FLAC3D数值模拟软件为工具,分析应变软化模型、剪胀角及不同巷道断面类型对围岩-支护相互作用的影响,并对支护系统稳定性进行评价。研究结果表明：考虑应变软化行为的围岩所需支护压力与Mohr-Coulomb模型计算结果相差较大,剪胀角对围岩应力释放过程及围岩-支护相互作用影响较小,巷道不同断面形式及断面不同位置点围岩所需支护压力有一定差异性;初期支护系统的稳定性是围岩与支护系统最终稳定的关键,采用收敛-约束法评价高应力软岩巷道初期支护系统的稳定性,对高应力软岩巷道的支护结构设计及施工具有一定指导意义。