水電站地下廠(chǎng)房滲流與穩(wěn)定性及支護(hù)優(yōu)化方法研究.pdf

1、水電站地下廠(chǎng)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(kāi)挖方案及錨固支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)一直是工程界所關(guān)注的重要問(wèn)題之一，巖石和巖體結(jié)構(gòu)及其賦存狀態(tài)、賦存條件復(fù)雜多變，且水電站地下廠(chǎng)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(xiàn)性有限元分析方法，選擇合理有效的地下廠(chǎng)房區(qū)的滲控排水方案、地下洞室群的分期開(kāi)挖方案及錨固支護(hù)方案，對(duì)指導(dǎo)水電站地下廠(chǎng)房設(shè)計(jì)與施工具有重要的理論和工程實(shí)際意義。

2、 本文在深入研究向家壩水電站地下廠(chǎng)房區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及巖體工程性質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)巖體滲透結(jié)構(gòu)特征，采用雙重裂隙系統(tǒng)滲流模型開(kāi)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(chǎng)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(chǎng)房區(qū)域的合理滲控方案；提出了應(yīng)用開(kāi)挖后圍巖最終的塑性散耗能大小來(lái)評(píng)估不同施工開(kāi)挖方式優(yōu)劣的分期開(kāi)挖優(yōu)化評(píng)估方法，并將之應(yīng)用于地下廠(chǎng)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(xiàn)性彈塑性有限元方法與彈塑性損傷應(yīng)力的本構(gòu)關(guān)系，模擬分析了三種分期開(kāi)挖方案多步開(kāi)挖過(guò)程的圍巖應(yīng)力擾動(dòng)、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(kāi)挖方案，具有重要的工程實(shí)用價(jià)值；根據(jù)優(yōu)化后的洞室群分期開(kāi)挖方案，擬定了三種錨固支護(hù)方案，針對(duì)以往數(shù)值分析中采用一般桿單元模擬錨桿的作用而過(guò)于簡(jiǎn)單的缺點(diǎn)，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(hù)效應(yīng),分析了不同錨固支護(hù)方案對(duì)圍巖塑性破壞區(qū)分布、錨桿與錨索