地下氣庫(LPG)洞室圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析

為判定礦山地下采礦巷道圍巖穩(wěn)定性,得出較為可靠的結(jié)果,文中運(yùn)用flac3d有限差分軟件對(duì)采礦巷道進(jìn)行模擬計(jì)算,得出在有支護(hù)和無支護(hù)條件下的變形值;根據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的變形量的上限值,判定采礦巷道圍巖在沒有支護(hù)的條件下是穩(wěn)定的,不需要進(jìn)行支護(hù)。

深部巷道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究——以某煤礦-648m南翼回風(fēng)大巷400m的試驗(yàn)段為研究背景，以數(shù)值分析為手段，分析了巷道支護(hù)前后應(yīng)力場、位移場、塑性區(qū)的分布情況，對(duì)巷道的穩(wěn)定性和支護(hù)參數(shù)的合理性做出了評(píng)價(jià)，并將數(shù)值分析結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證...

向家壩水電站地下廠房工程地質(zhì)條件較差,邊墻高、跨度大,開挖規(guī)模巨大,施工期圍巖穩(wěn)定性問題比較突出。在對(duì)區(qū)域工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,建立了向家壩水電站超大洞室群的三維數(shù)值模型,采用統(tǒng)計(jì)回歸方法對(duì)地應(yīng)力場進(jìn)行反演分析。按照實(shí)際開挖支護(hù)程序?qū)Φ叵露词胰洪_挖進(jìn)行模擬,對(duì)向家壩地下洞室群開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性特征進(jìn)行了分析。計(jì)算結(jié)果表明:超大洞室群施工期圍巖局部穩(wěn)定性問題突出,施加相應(yīng)支護(hù)措施后改善明顯。

通過rfpa方法考慮巖石材料的細(xì)觀非均勻特性,對(duì)深埋硬巖隧洞全斷面一次開挖和分?jǐn)嗝娑啻伍_挖進(jìn)行數(shù)值模擬分析,直觀呈現(xiàn)隧道圍巖破裂面位置與形態(tài)漸進(jìn)破壞誘致失穩(wěn)的演化全過程,并與現(xiàn)場破壞情況對(duì)比研究,旨在揭示兩種不同施工過程中應(yīng)力演化、位移擴(kuò)展、能量釋放多個(gè)特征方面對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響及其破壞機(jī)制。數(shù)值模擬結(jié)果表明,隧洞圍巖穩(wěn)定性采用分?jǐn)嗝娑啻伍_挖優(yōu)于全斷面一次開挖方式,為應(yīng)對(duì)1#引水隧洞tbm掘進(jìn)到錦屏山核部強(qiáng)巖爆風(fēng)險(xiǎn),排引2#橫通道往西洞段采用鉆爆法超前實(shí)施導(dǎo)洞方案為最佳。雖然分?jǐn)嗝骈_挖可以顯著地降低圍巖破壞風(fēng)險(xiǎn),但不能徹底排除多次擴(kuò)挖過程中圍巖大塌方的情況,則建議這些洞段直接鉆爆擴(kuò)挖到位,讓tbm步進(jìn)安全通過為宜。同時(shí)深埋硬巖\"城門型\"隧道的破壞機(jī)制是來自側(cè)壁破壞為主而拱形部位不存在壓力拱破壞,與淺埋隧道的破壞在拱頂?shù)钠茐臋C(jī)制有明顯區(qū)別,對(duì)認(rèn)識(shí)隧道破壞機(jī)制有重要意義。

對(duì)大伙房水庫引水隧洞tbm機(jī)安裝段主洞和輔洞交叉部位進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。計(jì)算了圍巖的應(yīng)力場和位移場及破壞區(qū)域,并對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。對(duì)大型隧洞工程的設(shè)計(jì)和施工具有指導(dǎo)意義。

采用有限元數(shù)值模擬方法,研究露天轉(zhuǎn)地下開采中次生應(yīng)力對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性影響。分析結(jié)果表明,水平應(yīng)力對(duì)圍巖穩(wěn)定性有重要影響,側(cè)壓系數(shù)大于0.5,水平應(yīng)力對(duì)圍巖產(chǎn)生不利影響;側(cè)壓系數(shù)大于2.0,不利影響迅速擴(kuò)大。圍巖中存在鉸接拱結(jié)構(gòu),圍巖體通過這種結(jié)構(gòu)來承擔(dān)上部荷載。

某水電站布置有大型的地下洞室群,其規(guī)模在國內(nèi)外已建和擬建的工程中都是十分罕見的。總體上說,地下廠房區(qū)巖體質(zhì)量較好,但由于多期的構(gòu)造作用,在廠房區(qū)巖層中發(fā)育有不同級(jí)別的結(jié)構(gòu)面,對(duì)圍巖的穩(wěn)定性有一定影響。對(duì)此,本文運(yùn)用圍巖分類法和數(shù)值模擬法分析了廠房開挖后圍巖的整體穩(wěn)定性,然后運(yùn)用unwedge軟件對(duì)主廠房頂拱部位的不穩(wěn)定塊體進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

采用三維彈塑性有限元法,對(duì)三峽工程地下廠房洞室群進(jìn)行了開挖模擬數(shù)值分析,開展了不同間距系統(tǒng)錨桿的錨固效果分析,并對(duì)洞室群圍巖整體穩(wěn)定性作出了評(píng)價(jià)。

礦山開采時(shí),不同的施工工藝會(huì)形成不同程度的采空區(qū)和崩落空區(qū),可能引起地表開裂和下沉,導(dǎo)致地面建筑物陷落、倒塌及礦區(qū)地震等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害。分別對(duì)岷縣寨上金礦采場采用充填采礦法和空?qǐng)霾傻V法,借助ansys有限元計(jì)算軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,確定最佳的施工方案。計(jì)算結(jié)果表明:充填采礦法可以有效減少采場地壓,支撐圍巖,減緩采后空區(qū)圍巖的移動(dòng)和破壞。

http://www.***.*** -1- 古水水電站1＃導(dǎo)流隧洞圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析 張風(fēng)堂 河海大學(xué)土木工程學(xué)院，南京（210098） e-mail：zft_008@sina.com 摘要：結(jié)合古水水電站1＃導(dǎo)流洞工程實(shí)踐，采用flac3d數(shù)值分析方法，系統(tǒng)研究了洞 室開挖完成后圍巖的二次應(yīng)力場、變形場和塑性破壞區(qū)的分布特征和變化規(guī)律，為導(dǎo)流隧洞 圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和工程施工設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)資料和參考依據(jù) 關(guān)鍵詞：古水水電站；導(dǎo)流洞；圍巖穩(wěn)定性；flac3d 中圖分類號(hào)：tu196+.4td313+.1 1．引言 隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，水電開發(fā)在其中占據(jù)了重要地位，若干大型地下水電 站正在開發(fā)和興建中。工程地區(qū)往往河谷深切，岸坡陡峭，山勢(shì)雄偉，合理的設(shè)計(jì)常常不得 不將建筑物布置在地下或山體內(nèi)部 [1] ，復(fù)雜地質(zhì)條件下大規(guī)模的地下洞

針對(duì)昆-石高速公路陽宗隧道斷面跨度大的特點(diǎn),通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)、操作難易程度的綜合比較,陽宗隧道使用wtd系統(tǒng)錨桿支護(hù)對(duì)圍巖進(jìn)行加固,效果良好。使用高性能混凝土作為隧道二次襯砌,降低病害的發(fā)生,減少整治麻煩,給隧道施工和運(yùn)營都帶來極大的方便。采用地層-結(jié)構(gòu)模式,運(yùn)用同濟(jì)曙光軟件分析地質(zhì)條件較差的ⅴ級(jí)圍巖隧道施工方法對(duì)圍巖穩(wěn)定性的擾動(dòng)規(guī)律,計(jì)算結(jié)果表明施工方法選擇合理;采用荷載-結(jié)構(gòu)模式,應(yīng)用有限元軟件—ansys對(duì)二襯結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行檢算,計(jì)算結(jié)果表明該隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、安全性好。

本研究以北洺河鐵礦為工程背景,針對(duì)采準(zhǔn)切割工作中出現(xiàn)的軟巖交叉巷道,運(yùn)用flac3d對(duì)聯(lián)巷交叉口進(jìn)行三維數(shù)值模擬分析,研究交叉口圍巖的力學(xué)、位移和變形破壞演化規(guī)律,并將控制點(diǎn)的位移監(jiān)測(cè)值與計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明:數(shù)值模擬方法必須輔以現(xiàn)場監(jiān)控量測(cè),才能客觀正確地反映出地下工程在施工過程中圍巖應(yīng)力、位移及塑性區(qū)分布等特征,并為施工設(shè)計(jì)提供有效的參考依據(jù)。

西部水電建設(shè)中,大型長廊阻抗式調(diào)壓室應(yīng)用越來越多,此類調(diào)壓室整體形狀窄長,一般具有高邊墻、大跨度等特點(diǎn).以黃金坪水電站調(diào)壓室為例,結(jié)合其自身特點(diǎn),運(yùn)用彈塑性圍巖理論,對(duì)開挖和灌漿錨固過程中的長廊式調(diào)壓室圍巖穩(wěn)定進(jìn)行數(shù)值分析.最后,針對(duì)長廊式調(diào)壓室特點(diǎn)給出有利于圍巖穩(wěn)定的建議,為同類工程及相關(guān)研究提供參考.

圍巖施工期穩(wěn)定性是隧道工程安全的面臨的重要問題.針對(duì)黑山隧道黃土隧道開展數(shù)值模擬計(jì)算分析,基于施工期間隧道拱頂沉降和圍巖洞內(nèi)收斂變形特點(diǎn),研究分析了考慮隧道左、右線施工期相互影響,進(jìn)而分析隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)效果.計(jì)算結(jié)果表明:掌子面推進(jìn)過程是影響圍巖變形的重要因素;隧道先行先開挖隧道產(chǎn)生的地應(yīng)力重新分布相當(dāng)于使右線埋深增大,有利于形成拱效應(yīng);表明初期表面支護(hù)的強(qiáng)度能很好的滿足穩(wěn)定性控制的要求,并具有可靠的安全余度.

文章結(jié)合始祖山公路隧道工程,采用數(shù)值模擬方法對(duì)該隧道施工全過程進(jìn)行分析,并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明:數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相近,具有較高的可靠性,通過數(shù)值模擬可以有效的反映隧道開挖施工過程中圍巖的變形情況以及可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況,對(duì)隧道的施工有一定的指導(dǎo)意義。

結(jié)合龍頭山隧道工程,利用有限元軟件adina建立空間計(jì)算模型,用三維彈塑性有限單元法對(duì)隧道ⅲ類圍巖段施工過程圍巖穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行分析,分析施工過程中圍巖的位移、應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律,得出了一些有益的結(jié)論,對(duì)大跨度隧道施工過程中的圍巖穩(wěn)定性和安全性評(píng)價(jià)有一定指導(dǎo)意義。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析是該工程領(lǐng)域亟需解決的問題。本文主要針對(duì)圓形斷面隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析,建立了合適的地質(zhì)模型,分析了隧道開挖過程中,隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用力的變化規(guī)律,為今后的相關(guān)研究提供了一個(gè)思路。

結(jié)合唐山鐵礦的施工過程,利用ansys有限元分析軟件及有限差分軟件flac3d對(duì)鐵礦圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬研究,分析了鐵礦圍巖的應(yīng)力、沉降及塑性區(qū)狀況,評(píng)價(jià)了圍巖破壞機(jī)理及穩(wěn)定性。結(jié)果表明:隧道開挖后圍巖產(chǎn)生了一定的塑性區(qū)破壞,且地表產(chǎn)生了一定的沉降。由于對(duì)該礦山進(jìn)行了流固耦合數(shù)值模擬研究,從研究成果看隔水層有效的阻止了滲流,但開挖擾動(dòng)引起的裂隙使部分孔隙水從頂板中滲流到采場中,容易導(dǎo)致涌水事故。

公路隧道施工中控制隧道圍巖在開挖后的變形,避免發(fā)生過大變形與破壞,為隧道二次襯砌爭取時(shí)間是隧道施工中的關(guān)鍵問題。本文采用有限元數(shù)值模擬方法,模擬分析某一公路隧道的施工開挖過程,研究在不同的工況條件下,隧道圍巖的穩(wěn)定性,根據(jù)分析結(jié)果為隧道施工選擇了合理的開挖施工方法,隧道典型斷面的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明采用的施工方法能夠滿足開挖施工的安全及進(jìn)度要求。

大朝山水電站大型地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析——對(duì)大朝山水電站地下廠區(qū)的圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分類和評(píng)價(jià)，為設(shè)計(jì)、施工提供地質(zhì)依據(jù)．施工過程中對(duì)圍巖的變形、應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀測(cè)資料反映出地下洞室群的國巖是穩(wěn)定的．　　

首先介紹了動(dòng)態(tài)施工力學(xué)的基本概念和原理，在此基礎(chǔ)上簡單介紹了運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)化地下洞室群施工方案，隨后運(yùn)用具體實(shí)例分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化施工順序能夠有效提高圍巖穩(wěn)定效果，這對(duì)地下洞室群施工具有重要的參考價(jià)值。

通過曼歇2號(hào)隧道中導(dǎo)洞開挖中的地質(zhì)素描和資料收集,依據(jù)掌子面和兩壁出露的地質(zhì)體的巖性、節(jié)理、巖體結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)構(gòu)造特征等綜合特征,沿其走向、傾向和傾角的延伸推斷工作面短距離前方的地質(zhì)情況,應(yīng)用赤平投影分析法對(duì)正洞的圍巖穩(wěn)定性和邊坡的變形破壞做出定性和定量分析,從而預(yù)測(cè)兩側(cè)正洞的地質(zhì)情況,對(duì)連拱隧道上、下行線正洞的施工予以指導(dǎo)和控制,進(jìn)而達(dá)到短期預(yù)報(bào)的目的。