位移函數(shù)法回歸初始地應(yīng)力與圍巖穩(wěn)定分析.pdf

1、隨著地下空間技術(shù)的迅速發(fā)展,地下工程不僅數(shù)量越來越多,而且規(guī)模趨向大型化,同時埋藏深度越來越大.因此,地下洞室的圍巖穩(wěn)定性問題就變得尤為突出.合理解決該問題的關(guān)鍵因素之一就是分析研究和深入認(rèn)識初始地應(yīng)力場.古典壓力理論、散體理論等傳統(tǒng)理論已經(jīng)不能滿足工程建設(shè)的需要.隨之而來的是考慮支護(hù)與圍巖共同作用的非線性理論和方法.這些理論和方法一般都以數(shù)值分析為手段,以實測地應(yīng)力資料為基礎(chǔ),能模擬復(fù)雜的地質(zhì)條件、洞室形狀及支護(hù)措施,從而為地下洞室圍

2、巖穩(wěn)定性評價和支護(hù)設(shè)計提供重要的參考依據(jù).該文采用了適用于地下洞室有限元計算的三維地應(yīng)力回歸分析的位移函數(shù)法.根據(jù)宣興銅官山抽水蓄能電站地下廠房區(qū)的地應(yīng)力實測資料,運用位移函數(shù)法理論,采用三維非線性有限元計算方法,反演出施加在廠房區(qū)邊界上的位移場,借助ANSYS有限元分析軟件,獲取模型邊界節(jié)點的坐標(biāo)信息,然后通過ANSYS軟件的載荷函數(shù)將邊界位移程序化施加到模型邊界上,最后得到整個區(qū)域的初始地應(yīng)力場,結(jié)果表明回歸后的地應(yīng)力值與實測值接近

3、,為地下工程的施工設(shè)計提供了重要的資料.最后運用非線性有限元對廠房開挖后圍巖的應(yīng)力重分布和塑性開展區(qū)的分布作了分析,評價了廠房的圍巖穩(wěn)定性,其結(jié)果與實際開挖情況基本吻合,針對圍巖穩(wěn)定性評價的結(jié)果,提出了錨固方案,運用等效概化原理考慮錨桿的作用,建立了采用系統(tǒng)錨桿加固后的地下廠房圍巖的三維彈塑性模型,運用非線性有限元分析了加固效果,結(jié)果表明錨固作用明顯,圍巖變形明顯減小,圍巖內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)大為改善,從而驗證了該文所采用的研究思想和方法是切實