大型水電站地下洞室群三維地震反應(yīng)時域分析

基于深埋大型地下洞室群圍巖損傷機理,對映秀灣水電站洞室群在三向地震荷載耦合作用下的動力響應(yīng)進行了三維非線性數(shù)值模擬,分析了在有、無支護條件下洞室周邊圍巖關(guān)鍵部位的加速度、位移及應(yīng)力的時程變化及分布規(guī)律,得出了地震荷載作用下圍巖損傷分布特征。計算結(jié)果表明,在地震荷載作用下,除了因尾水洞體型及斷層影響廠房底板及尾水洞交口處受力狀態(tài)較差外,在錨固條件下整個洞室的圍巖損傷、洞周位移、應(yīng)力分布和錨桿受力都較為合理,說明支擴系統(tǒng)基本保證了洞室的抗震穩(wěn)定性,但上、下游邊墻及吊車梁相對位移達到了10cm左右,導(dǎo)致吊車無法正常運行。

采用有限元空間離散模型,結(jié)合動力方程求解的顯式差分方法、局部透射人工邊界和接觸力模型,建立了水電站山體地形、不連續(xù)地質(zhì)體及地下洞室體系地震反應(yīng)分析的顯式有限元方法。以溪洛渡水電站工程為背景,構(gòu)建了地下洞室群有限元分析簡化模型,并利用顯式有限元方法,分析了山體地形和節(jié)理面、入射地震波特性和入射角以及洞室群位置等因素對洞室地震反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,入射地震波特性(sh、sv、p波及其頻譜)和入射角、山體地形和節(jié)理面以及洞室群的位置等均對洞室反應(yīng)有顯著的影響,僅地震波入射角度變化或節(jié)理面存在的影響作用就超過了60%。同時看到,由于山體地形和不連續(xù)地質(zhì)界面及地震波入射方向的影響作用,即使對于同一個地震,水電站左右兩岸洞室受地震的影響程度可能有很大差別。

以節(jié)理受力特性為出發(fā)點,基于flac3d軟件平臺,改進了interface單元的法向剛度及切向剛度的輸入取值方法,定義了節(jié)理參數(shù)的敏感度,并以含有一給定方向節(jié)理的某實際水電站地下洞室為背景建立了數(shù)值試驗?zāi)Ｐ?根據(jù)場地條件輸入人工地震波進行地震反應(yīng)分析,探討了對洞室圍巖地震反應(yīng)影響較大的節(jié)理參數(shù),以期為含節(jié)理的地下巖石洞室動力穩(wěn)定性分析提供參考。

巖體初始地應(yīng)力場是地下洞室圍巖穩(wěn)定與支護結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要的基本因素之一,初始地應(yīng)力場是否可靠將直接影響到工程設(shè)計與施工的可靠性與安全性。結(jié)合某水電站廠區(qū)的地質(zhì)條件及地應(yīng)力實測資料,引入灰色控制系統(tǒng)理論,采用三維有限元法和采用靜態(tài)的三因素灰色計算模型gm(0,3)對廠區(qū)巖體初始應(yīng)力場進行回歸反演分析。計算結(jié)果表明,廠區(qū)存在較大的水平向地質(zhì)構(gòu)造作用,巖體的地應(yīng)力由自重和構(gòu)造應(yīng)力疊加而成。實測點的計算應(yīng)力值與實測值在量值上和方向上都較為接近,表明經(jīng)過回歸得到的地應(yīng)力場是合理的,從而獲得地下廠房廠區(qū)初始應(yīng)力場較為合理的分布規(guī)律,為地下廠房的開挖模擬及穩(wěn)定性分析提供了合理的初始應(yīng)力場。

大朝山水電站地下洞室群開挖支護——大朝山水電站引水發(fā)電系統(tǒng)采用右岸地下廠房長尾水隧洞布置，主廠房和尾水詞壓室規(guī)模大，地質(zhì)條件復(fù)雜。地下洞室群支護設(shè)計采取錨噴支護為主，在巖體質(zhì)量很差的部位采用噴鋼纖維混凝土加鋼筋拱配合科脂錨桿支護方式代替混凝土...

水電站地下洞室群施工過程中產(chǎn)生的有害氣體、粉塵等對施工的影響是連續(xù)性的,它直接影響施工進度和質(zhì)量,并極大的危害施工人員的身心健康,必須進行合理的風流組織,布置通風系統(tǒng)以改善地下洞室群的施工通風條件。本文主要根據(jù)長大隧洞及地下洞室群施工特性,說明地下工程的污染源、施工環(huán)境標準、通風計算的方法及參數(shù)的選擇、常用的地下洞室群施工通風布置規(guī)劃。

提出采用三維地質(zhì)建模技術(shù)進行大型地下洞室群地質(zhì)信息可視化分析的研究方法,構(gòu)建了模擬真實地質(zhì)形態(tài)的地下洞室群地質(zhì)三維可視化模型,直觀準確地描述了工程所處的地質(zhì)條件和地質(zhì)環(huán)境?；谒⒌牡刭|(zhì)模型,可實現(xiàn)與地下洞室群相關(guān)的多項地質(zhì)信息的三維可視化分析。工程應(yīng)用表明該方法可為應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件下地下洞室群設(shè)計與施工中的地質(zhì)問題提供一種有效的分析手段。

大型地下洞室群的施工通風問題是保證安全、加快施工進度的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的施工通風設(shè)計無法掌控真實通風效果,導(dǎo)致資源浪費?；诹黧w力學理論的地下洞室群施工通風三維數(shù)值模擬,能定量分析大型洞室、關(guān)鍵節(jié)點或通風洞(井)等的通風效果,為通風方案的設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)。

龍灘水電站是一座具有發(fā)電、防洪和航運等綜合效益的大型水利樞紐工程,簡述其龐大地下洞室群的布置及地質(zhì)條件,同時,還就該地下洞室群的監(jiān)控設(shè)計問題進行了討論。監(jiān)測結(jié)果表明,地下洞室群的圍巖是穩(wěn)定的,其設(shè)計也是合理的。

比較全面地介紹了魚潭水電站地下洞室群開挖與支護的施工方法，著地地下廠房與調(diào)壓室的開挖順序，巖錨梁巖臺開挖、尾水岔薄壁結(jié)構(gòu)的開迫使民支護方法作了比較詳細的介紹。

本文結(jié)合我國一待建大型水電站廠房水下結(jié)構(gòu),在考慮廠房上部結(jié)構(gòu)對水下結(jié)構(gòu)的動力耦聯(lián)相互作用情況下首次進行了電站廠房水下結(jié)構(gòu)的三維動力有限元整體功力分析研究;導(dǎo)出了解決組合單元“強連接”問題的讀入剛度矩陣;編制了相應(yīng)的電算程序;配合大型通用程序sap5,進行了廠房水下結(jié)構(gòu)的三維有限元整體動力分析,求得了水下結(jié)構(gòu)的高階整體模態(tài)特性及其特有的變化規(guī)律。最后,通過激光全息整體模型動力試驗的驗證,說明理論分析和計算的結(jié)果是符合實際的。

水電作為清潔環(huán)保能源，加強對其開發(fā)利用是國家解決電力的重要途徑。通常水電站大多建在窮山惡水之間，許多電站引水發(fā)電系統(tǒng)為地下埋藏式。在地下洞室群施工中，需要及時進行爆破通風散煙，并為地下施工人員和設(shè)備提供足夠的新鮮空氣，因此如何做好地下洞室群通風散煙工作，將是確保地下洞室群施工順利實施的關(guān)鍵。本文簡述了水電站地下洞室群的結(jié)構(gòu)特征，對水電站地下洞室群施工通風量的計算及其通風措施進行了論述分析。

糯扎渡水電站地下工程洞室多,斷面尺寸大,圍巖條件差,施工工期緊,施工難度大,對施工安全影響較大。為了保證施工安全,監(jiān)理機構(gòu)建立了完整的施工安全管理體系,包括\"一崗雙責\"制度、施工安全管理技能研討制度、危險源辨識和施工安全管控重點項目臺帳制度等。施工過程中,監(jiān)理部門切實落實了施工安全管理措施,確保了工程施工安全順利完成。

針對白鶴灘水電站地下廠房洞室群施工期通風問題,為了解決地下洞室群規(guī)模大和埋深大所導(dǎo)致的通風散煙困難,制定了地下洞室高標準通風控制指標,引入了瑞典生產(chǎn)的變頻風機及風帶,提出了分期布置、專用通風洞室與機械通風相結(jié)合、正壓和負壓混合式通風的施工期通風技術(shù),布置了專用排風平洞和擋風墻徹底分離正壓送入的新鮮空氣與負壓抽排的廢氣。結(jié)果表明:該技術(shù)應(yīng)用效果明顯,各爆破開挖工作面在爆破后30min,co、nxox和粉塵pm10等主要污染物濃度能達到國家規(guī)范要求,部分洞室符合或接近piarc2007標準要求；專用排風平洞內(nèi)污染物均超規(guī)范標準2～7倍,各開挖部位的污染物均能在排風豎井頂部排風機作用下流入排風洞內(nèi),再通過排風洞排至洞外。研究成果有效解決了超大規(guī)模和埋深條件下的地下洞室群通風散煙難題,實現(xiàn)了地下洞室群高標準通風控制要求。

介紹了某大型水電站調(diào)壓室洞室群的布置情況，包括三井、四井兩種不同方案調(diào)壓室洞室群的布置格局、洞室間距，以及附屬洞室布置。通過多方案的分析比較，確定了合理可行的設(shè)計方案。采用的研究方法主要是工程類比和有限元分析。

第15卷第1期 1994年1月 華僑大學學報(自然科學版) journalofhuaqiaouniversity(naturalscience) vo】．15no，1 jan．1994 磯頭水電蠟大壩的地震反應(yīng)分析 一7施景勛林建華 (華僑大學土木工程暮泉州~42a11) 摘要采用壩一水一地基系統(tǒng)動力耦合的邊界單元法，計算在基底地震加速度情況下的磯頭水電站 大壩的地震反應(yīng)．對壩體系統(tǒng)的動力特性、塤面動水壓力、壩頂動力放大系數(shù)進行分析和計算-井 對大壩的動力穩(wěn)定性進行校核． 關(guān)鍵詞苧墮·重-望墨垂堡：地基 分類號tv698．13 7k噸站 福建省雖然水力資源豐富并建有許多大、中型水力發(fā)電站，但卻屬于多地震地區(qū)，因而 水壩的結(jié)構(gòu)抗震問題特別突出．許多水庫和大壩于60~70年代建成

溪洛渡電站地下洞室群爆破地震效應(yīng)的研究——采用現(xiàn)場爆破振動測試研究復(fù)雜地下導(dǎo)流洞群爆破地震波傳播規(guī)律，并利用薩道夫斯基經(jīng)驗公式對測試數(shù)據(jù)進行回歸分析，測試結(jié)果表明水平向爆破質(zhì)點峰值振動速度可以作為地下洞室的安全判據(jù)；應(yīng)用flac加數(shù)值軟件模擬爆破...

鄭州大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目水電站卷揚式 啟閉機結(jié)構(gòu)設(shè)計 院系機械工程學院 專業(yè)機械工程及自動化 年級 學生姓名 指導(dǎo)教師 2013年6月1日 i 摘要 啟閉機是水電站中用來調(diào)節(jié)閘門開度、起吊攔污柵，實現(xiàn)調(diào)節(jié)水流、攔洪蓄 水、排沙沖沙等目的的重要起重機械。啟閉機的生產(chǎn)質(zhì)量和工作性能，對水利水 電工程的正常運行，乃至對人民的生命財產(chǎn)安全都至關(guān)重要。 本文在充分論證的基礎(chǔ)上，選定固定卷揚式啟閉機進行設(shè)計和研究，把三維 建模和有限元分析方法引入啟閉機設(shè)計。首先，利用機械設(shè)計理論完成了固定卷 揚式啟閉機結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算；然后用solidworks軟件進行了三維建模，得到其 三維實體模型，并利用solidworkssimulation插件對啟閉機機架進行有限元分 析，這對提高啟閉機的設(shè)計質(zhì)量和改進制造工藝具有一定的指導(dǎo)意義。 由于在設(shè)計時采用了先進

某水電站地下廠房洞室群布置——介紹了某大型水電站地下廠房洞室群的布置情況，包括廠房、主變室和尾水調(diào)壓室的布置格局、洞室間距，以及附屬洞室布置。通過多方案的分析比較，確定了合理可行的設(shè)計方案。采用的研究方法主要是工程類比和有限元分析。　　

重點介紹了冶勒水電站地下廠房洞室的施工方案和施工組織設(shè)計。

圍巖的流變特性是影響地下洞室變形及長期穩(wěn)定的重要因素。在長期荷載作用下巖體會發(fā)生流變現(xiàn)象,特別軟弱夾層在較高應(yīng)力作用下其流變特性更為顯著。以某水電站大型地下洞室為例,針對該地下洞室附近圍巖存在著軟弱夾層,且有些軟弱夾層與開挖的洞室相互交匯,基于大型巖土工程分析軟件flac3d,采用黏彈塑性流變本構(gòu)模型(cvisc),模擬了地下洞室圍巖的流變力學行為;根據(jù)主廠房頂拱位移變化率規(guī)律確定出了開挖洞室2次支護的時間,對比分析了瞬時彈塑性條件下與考慮流變特性條件下洞室開挖后圍巖的位移變形、應(yīng)力場及塑性區(qū)的分布。數(shù)值模擬結(jié)果表明,由于著軟弱夾層的影響,洞室圍巖發(fā)生較大的變形,特別是在開挖洞室與軟弱夾層的交匯處圍巖隨著時間的長期變形量會更大,這對洞室的穩(wěn)定性有著一定的影響;對于水電站地下洞室的長期穩(wěn)定性分析,充分考慮巖體流變效應(yīng)是非常重要和必要的。

氡氣及其放射性子體對人體健康有害,天池電站部分地質(zhì)探洞中洞室氡氣濃度超標。為使得未來地下工程施工作業(yè)環(huán)境氡濃度達標,確保作業(yè)人員職業(yè)健康,本文從氡氣來源、施工中排氡降氡措施和個人輻射防護三方面闡述了天池電站地下洞室群施工中氡氣防治的主要方法。