渗流-应力耦合作用下穿断层破碎带TBM输水隧洞结构安全研究

为分析敞开式隧道掘进机(TBM)穿越断层破碎带深埋长输水隧洞围岩的稳定性及其支护结构的安全性,依托东庄水利枢纽北线输水隧洞工程,采用ABAQUS软件建立隧洞开挖过程渗流-应力耦合三维动态施工仿真模型,研究了隧洞开挖支护过程中断层破碎带处围岩的稳定性和支护结构的受力特性及其变化规律。结果表明:隧洞围岩由于卸载作用其孔隙度最大值较初始状态增大了0.88%,渗透系数最大值较初始状态增大了2.59%;隧洞围岩孔隙水压力随开挖支护过程先下降—再平缓—最后回升至稳定;围岩塑性区出现在沿径向1 m范围内,等效塑性应变极值出现在围岩腰线处;锚杆应力在衬砌进行支护时达到峰值,其最大值为182.90 MPa;衬砌内、外缘均处于受压状态,衬砌环向应力值随开挖支护过程先出现最大值,随后略微减小至稳定,其值在6.66~11.92 MPa范围内;衬砌的变形整体上表现为向内收缩,收缩量从顶拱和底拱处向腰线处逐渐减小,其值在0.67~1.35 mm范围内;随着排水量的增加,围岩最大径缩量逐渐增大,衬砌外水压力折减系数逐渐减小。研究结果可为穿断层破碎带TBM隧洞工程结构设计及其安全施工和运营提供参考依据。

基于多目标调节的东庄水库运行可靠性研究

为了解决东庄水库供水系统中需考虑供水、发电、生态等问题,通过构建调水调沙情景下考虑供水-发电-生态需求的东庄水库多目标调度模型,并采用随机森林算法提取东庄水库调度规则。结果表明:东庄水库可以保障下游河道的生态基流需求,多年平均生态供水量为1.66亿m^(3);供水受调水调沙的影响较大,中线、北线和南线多年平均缺水量分别约为0.33亿m^(3)、0.21亿m^(3)、0.07亿m^(3);t、t+1时段入库流量、t+1时段总需水量、t时段初、末水位是东庄水库调度函数的关键决策因子。研究成果可为未来东庄水库协调多目标间的竞争关系、制定科学的调度规则和提高东庄水库运行可靠性提供参考。