肯斯瓦特導(dǎo)流泄洪洞圍巖穩(wěn)定及支護(hù)結(jié)構(gòu)有限元分析.pdf

1、隧洞工程在眾多水利水電工程中扮演著舉足輕重的角色，近年來世界各地大興水利推動了隧洞工程理論和工程技術(shù)的飛速發(fā)展?？纤雇咛貙?dǎo)流泄洪洞屬于2級水工建筑物是肯斯瓦特水利樞紐重要組成部分。本文以ANSYS有限元分析軟件為研究工具，選擇肯斯瓦特水利樞紐的導(dǎo)流泄洪洞工程為分析研究對象，主要做了以下工作：首先分析討論圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展研究現(xiàn)狀以及隧洞圍巖非線性有限元理論。其次收集分析肯斯瓦特導(dǎo)流泄洪洞工程地質(zhì)情況，建立有限元分析模型。然后研究

2、導(dǎo)流泄洪洞Ⅲ類、Ⅳ類圍巖分別在施工工況和正常運(yùn)行工況下的圍巖穩(wěn)定以及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力性能，并且對貫穿導(dǎo)流泄洪洞的斷層破碎帶進(jìn)行分析。最后在現(xiàn)有勘測設(shè)計資料的基礎(chǔ)上研究導(dǎo)流泄洪洞在不同巖石物理力學(xué)參數(shù)（巖體彈性模量、泊松比、粘聚力和內(nèi)摩擦角）、不同隧洞斷面形式（圓形斷面、蛋形斷面、馬蹄形斷面和圓拱直墻式斷面）和不同埋深情況下的參數(shù)敏感性。
　　通過本文研究，得出有關(guān)肯斯瓦特導(dǎo)流泄洪洞圍巖穩(wěn)定及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力性能的一般規(guī)律，并且得出了相類似

3、水工隧洞工程的一般規(guī)律，對于有關(guān)單位和人員進(jìn)行勘測、設(shè)計及施工等具有參考作用。根據(jù)全文的研究分析，主要得到以下一些結(jié)論：（1）Ⅲ類圍巖受力性能較好，正常開挖以后圍巖應(yīng)力應(yīng)變在巖石可承受范圍以內(nèi)未出現(xiàn)塑性區(qū)域。在隧洞拱頂和邊墻隨機(jī)打入錨桿即可維持穩(wěn)定。（2）Ⅳ類圍巖受力性能一般，正常開挖以后在邊墻周圍出現(xiàn)一定范圍的塑性應(yīng)變，需要及時噴射混凝土和系統(tǒng)錨桿支護(hù)。為了后期承受外水壓力，需要在隧洞周圍5m范圍內(nèi)進(jìn)行固結(jié)灌漿。（3）斷層破碎帶受力性

4、能差，需采取預(yù)灌漿和深度灌漿等工程措施以承受圍巖壓力和外水壓力。（4）通過分析表明直墻圓拱斷面形式隧洞在邊墻與底板結(jié)合處出現(xiàn)很明顯的應(yīng)力集中，建議對該處進(jìn)行倒圓弧處理以改善受力性能。（5）將固結(jié)灌漿圈與錨桿加固圈聯(lián)合布置并且共同承擔(dān)圍巖壓力和外水壓力是對隧洞設(shè)計的優(yōu)化。（6）本工程圍巖對于粘聚力值較為敏感，彈性模量的敏感性次之，泊松比和內(nèi)摩擦角敏感性較小。因而建議在與本工程相類似的勘測試驗(yàn)中要特別注意粘聚力試驗(yàn)組數(shù)和試驗(yàn)值處理。（7）通