水電站地下廠房滲流與穩(wěn)定性及支護優(yōu)化方法研究.pdf

1、水電站地下廠房區(qū)的滲控排水方案、洞室群圍巖穩(wěn)定性、地下洞室群的分期開挖方案及錨固支護方案優(yōu)化設計一直是工程界所關注的重要問題之一，巖石和巖體結構及其賦存狀態(tài)、賦存條件復雜多變，且水電站地下廠房洞室群規(guī)模宏大、單體洞室尺寸很大，因此深入探討滲流有限元分析及洞室群圍巖穩(wěn)定性三維非線性有限元分析方法，選擇合理有效的地下廠房區(qū)的滲控排水方案、地下洞室群的分期開挖方案及錨固支護方案，對指導水電站地下廠房設計與施工具有重要的理論和工程實際意義。

2、 本文在深入研究向家壩水電站地下廠房區(qū)工程地質、水文地質及巖體工程性質的基礎上，根據巖體滲透結構特征，采用雙重裂隙系統(tǒng)滲流模型開發(fā)了滲流分析的有限元程序，并以此分析了向家壩水電站地下廠房防滲帷幕、排水系統(tǒng)的不同布置組合方式的防滲排水效果，確定了地下廠房區(qū)域的合理滲控方案；提出了應用開挖后圍巖最終的塑性散耗能大小來評估不同施工開挖方式優(yōu)劣的分期開挖優(yōu)化評估方法，并將之應用于地下廠房圍巖穩(wěn)定性有限元分析，效果良好；基于增量荷載變剛度法，

3、采用三維非線性彈塑性有限元方法與彈塑性損傷應力的本構關系，模擬分析了三種分期開挖方案多步開挖過程的圍巖應力擾動、塑性耗散能、圍巖塑性破壞區(qū)大小與洞周位移的變化規(guī)律，優(yōu)化了分期開挖方案，具有重要的工程實用價值；根據優(yōu)化后的洞室群分期開挖方案，擬定了三種錨固支護方案，針對以往數值分析中采用一般桿單元模擬錨桿的作用而過于簡單的缺點，采用隱式錨索單元和隱式錨桿柱單元模擬錨索和錨桿的支護效應,分析了不同錨固支護方案對圍巖塑性破壞區(qū)分布、錨桿與錨索