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深埋大跨度软岩硐室让压支护设计研究 被引量:24
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作者 余伟健 高谦 +1 位作者 张周平 黄武胜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期40-47,共8页
针对金川三矿区破碎硐室进行了较系统的支护设计研究,得到了一些有价值的成果。首先根据工程地质和围岩自身的特点,在原设计方案的基础之上提出了三步开挖、二次支护和三次让压的总体计算方案,并采用三水平四因素的正交试验表设计了16... 针对金川三矿区破碎硐室进行了较系统的支护设计研究,得到了一些有价值的成果。首先根据工程地质和围岩自身的特点,在原设计方案的基础之上提出了三步开挖、二次支护和三次让压的总体计算方案,并采用三水平四因素的正交试验表设计了16个让压支护方案;然后,应用FLAC2D对这16个支护方案分别进行了计算,并采用文中所提出的优选评价指标Es进行了综合评定和分析,得到了最佳让压方案;最后,应用FLAC3D对最佳让压方案进行了24工序的三维开挖与支护计算,并提出了较为合理的开挖与支护建议。实际应用表明,优化后的方案有利于该深埋大跨度软岩硐室的长期稳定,该优化设计方法有一定的推广价值。 展开更多
关键词 深部岩体 大跨度硐室 软岩 让压支护设计 数值分析
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大断面软岩硐室开挖非线性力学特性数值模拟研究 被引量:49
2
作者 何满潮 李春华 王树仁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期483-486,共4页
运用三维有限差分数值计算软件 (FLAC3D) ,模拟分析了软岩大断面硐室围岩由于开挖方法、开挖顺序的不同而产生不同时效变形与应力状态的力学响应及变形特性。研究结果表明 ,软岩大断面硐室的开挖过程是和应力路径与应力历史密切相关的... 运用三维有限差分数值计算软件 (FLAC3D) ,模拟分析了软岩大断面硐室围岩由于开挖方法、开挖顺序的不同而产生不同时效变形与应力状态的力学响应及变形特性。研究结果表明 ,软岩大断面硐室的开挖过程是和应力路径与应力历史密切相关的非线性不可逆过程 ,其开挖设计方案应采用软岩非线性大变形力学设计方法 ,即首先采用力学对策设计 ,然后进行过程优化设计 ,最后进行最优参数设计 。 展开更多
关键词 软岩 大断面硐室 开挖 非线性 力学特性 数值模拟
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软岩洞室最优支护的广义SMP准则解与对比研究 被引量:4
3
作者 吕彩忠 孙亚丽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1956-1962,2020,共8页
现有洞室最优支护设计均基于Mohr-Coulomb(简称M-C)准则,不能真实反映岩石强度的中间主应力效应以及围岩的三向不等应力状态。基于广义SMP准则和稳定蠕变J_3准则,考虑中间主应力对岩石强度的提高作用,建立了软岩洞室最优支护力与围岩允... 现有洞室最优支护设计均基于Mohr-Coulomb(简称M-C)准则,不能真实反映岩石强度的中间主应力效应以及围岩的三向不等应力状态。基于广义SMP准则和稳定蠕变J_3准则,考虑中间主应力对岩石强度的提高作用,建立了软岩洞室最优支护力与围岩允许最大位移的理论解答。洞室最优支护解答对M-C准则、外接圆Drucker-Prager(简称D-P)准则均具有很好的拓展性,且工程实例验证了其正确性。研究结果表明:3种强度准则结果间的差异实际反映的是对中间主应力效应的不同考虑,M-C准则和外接圆D-P准则对应的结果是两个极端情况,推荐选用广义SMP准则解答;岩石长期强度是洞室最优支护设计的关键参数,围岩凝聚力与内摩擦角的影响亦很显著,应合理测定岩石的强度参数并充分考虑变异性。 展开更多
关键词 软岩洞室 广义SMP准则 中间主应力 最优支护力 允许最大位移
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软岩围岩稳定性及加固数值分析 被引量:6
4
作者 李晓静 杨为民 朱维申 《山东交通学院学报》 CAS 2003年第4期19-22,共4页
以龙滩大型水电站工程的地下洞室结构模式为背景,用数值模拟方法研究了4种软岩在4种埋深条件下洞周围岩破坏的变化规律,同时对围岩不稳定的工况施加锚固支护,并与毛洞模拟开挖结果加以比较。
关键词 洞室稳定性 数值模拟 软岩围岩
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大型洞室群稳定性与优化的并行进化神经网络有限元方法研究──第二部分:实例研究 被引量:10
5
作者 安红刚 冯夏庭 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1640-1645,共6页
利用作者提出的并行进化神经网络有限元方法对水布垭地下厂房进行了软岩置换方案的优化及稳定性分析。结果表明,该方法具有极大的全局搜索和快速收敛的优势。实例给出了最优的置换方案和置换步骤,通过最优方案的有限元与神经网络的计算... 利用作者提出的并行进化神经网络有限元方法对水布垭地下厂房进行了软岩置换方案的优化及稳定性分析。结果表明,该方法具有极大的全局搜索和快速收敛的优势。实例给出了最优的置换方案和置换步骤,通过最优方案的有限元与神经网络的计算比较表明,该方法是合理的。同时,提出了施工的合理化建议。 展开更多
关键词 洞室群 稳定性 神经网络 有限元 水布垭地下厂房 软岩置换
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大型岩体洞室采用柔性垫层减震的可行性研究 被引量:2
6
作者 赵宝友 马震岳 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第2期138-144,共7页
采用无限元作为岩体地下洞室静动力分析的边界条件,建立了岩体地下洞室的静动力有限元-无限元(FE-IE)计算模型,分析了柔性垫层对水电站厂房这类大型岩体洞室结构的减震效果。研究结果表明:柔性垫层虽未能从根本上改变岩体洞室结构的地... 采用无限元作为岩体地下洞室静动力分析的边界条件,建立了岩体地下洞室的静动力有限元-无限元(FE-IE)计算模型,分析了柔性垫层对水电站厂房这类大型岩体洞室结构的减震效果。研究结果表明:柔性垫层虽未能从根本上改变岩体洞室结构的地震响应,但是设置一定厚度的柔性垫层后不仅能充分发挥岩体洞室围岩的自承能力,而且还能明显地减小混凝土衬砌的地震反应;用于水电站厂房这类大型岩体洞室减震的柔性垫层应该具有一定的厚度和弹性模量;在工程许可的情况下,应尽量选取密度较低的材料作为柔性垫层,可根据岩体洞室实际服务期限内所能经历的最大应力环境来确定柔性垫层的强度。研究成果对类似的地下工程的减震设计有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 柔性减震垫层 大型岩体洞室 静动力FE-IE模型 减震效果
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深井厚冲积层软岩巷道硐室加固技术研究 被引量:7
7
作者 乔卫国 吕言新 +1 位作者 林登阁 李睿 《煤矿开采》 北大核心 2011年第5期43-46,共4页
深井厚冲积层软岩巷道支护的出发点主要在于采用性能良好的锚固支护技术(高强度、高刚度、高预应力锚杆与锚索)进行及时支护,利用锚注支护技术提高围岩的整体性,为锚固性能的发挥奠定了基础。在赵楼煤矿不同类型巷道、硐室中,采用高强... 深井厚冲积层软岩巷道支护的出发点主要在于采用性能良好的锚固支护技术(高强度、高刚度、高预应力锚杆与锚索)进行及时支护,利用锚注支护技术提高围岩的整体性,为锚固性能的发挥奠定了基础。在赵楼煤矿不同类型巷道、硐室中,采用高强度高刚度高预应力锚网喷索和锚注为基础的支护体系,组成了"三高一及时"支护结构,在断面较大或极软弱部位辅以让压、局部关键部位加固等其他支护措施,获得了极好的稳定控制效果。 展开更多
关键词 硐室 加固技术 厚冲积层 深井 软岩 围岩
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考虑所有洞室开挖影响的蟠龙地下厂房结构特性分析 被引量:2
8
作者 袁长安 苏超 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第6期56-60,共5页
目前研究大型地下洞室群稳定问题所采用的计算模型为仅包含主厂房、主变室、母线洞及部分引水洞和尾水洞的三维简化模型,没有考虑其他洞室开挖对主厂房的影响,与实际工程不完全相符。为此,结合蟠龙水电站地下洞室群工程建立包含所有洞... 目前研究大型地下洞室群稳定问题所采用的计算模型为仅包含主厂房、主变室、母线洞及部分引水洞和尾水洞的三维简化模型,没有考虑其他洞室开挖对主厂房的影响,与实际工程不完全相符。为此,结合蟠龙水电站地下洞室群工程建立包含所有洞室的三维有限元模型及仅包含部分洞室的三维简化模型,采用三维非线性有限单元法研究洞室群在开挖过程中的变形规律和应力状态。结果表明:两种模型的应力、位移、塑性区的分布规律基本相似,包含所有洞室的三维有限元模型的计算结果普遍大于简化模型的计算结果,其中主厂房上游墙的水平位移差达19. 5%。从工程安全角度考虑,建议地下洞室群施工仿真分析选择包含所有洞室的三维有限元模型。 展开更多
关键词 地下洞室 软岩 施工仿真 围岩变形 塑性区 蟠龙水电站
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软岩空间发育位置对地下洞室开挖变形的影响研究
9
作者 王维平 孙宁 +3 位作者 张发明 李梓楠 李云剑 侯晓岚 《水力发电》 CAS 2023年第2期35-41,共7页
为了解软岩空间发育位置对地下洞室开挖变形的影响,以某抽水蓄能电站为例,建立软岩层位于顶拱以上0、3、6、9、12 m和15 m等6种计算模型,采用Burgers-Mohr粘弹塑性本构模型,利用有限差分方法计算,分析不同软岩层空间分布下的地下洞室开... 为了解软岩空间发育位置对地下洞室开挖变形的影响,以某抽水蓄能电站为例,建立软岩层位于顶拱以上0、3、6、9、12 m和15 m等6种计算模型,采用Burgers-Mohr粘弹塑性本构模型,利用有限差分方法计算,分析不同软岩层空间分布下的地下洞室开挖变形特征。结果表明,软岩层与洞室顶拱间距越大,开挖过程中洞室顶拱产生位移量越小,且开挖完成后3个月产生的位移增量也随之减小;以位移及应力状态为评判依据,建议洞室顶拱与软岩层间距为12 m的布置方式。 展开更多
关键词 软岩 地下洞室 开挖变形 数值模拟 三维有限差分 粘弹塑性 流变特性
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软岩力学参数取值对洞室围岩变形应力及塑性区影响的敏感性分析 被引量:3
10
作者 陈张华 陈昱彤 +2 位作者 邓洋 虞东亮 张恒 《水力发电》 北大核心 2019年第8期59-62,共4页
通过地质勘测、试验得到的围岩力学参数通常是一个区间值,计算时的不同取值对地下厂房位移、应力、塑性区有一定的影响。结合蟠龙抽水蓄能工程,建立了地下洞室群三维整体有限元模型,通过力学参数试验值的上下限取值,分析参数对主厂房位... 通过地质勘测、试验得到的围岩力学参数通常是一个区间值,计算时的不同取值对地下厂房位移、应力、塑性区有一定的影响。结合蟠龙抽水蓄能工程,建立了地下洞室群三维整体有限元模型,通过力学参数试验值的上下限取值,分析参数对主厂房位移、应力及塑性区的影响。结果表明,Ⅳ类、Ⅴ类变形弹性模量降低时,对位移影响最为显著,对应力与塑性区的影响相对较小;2种取值工况下,主厂房沿垂直厂房轴线方向的位移增幅达18%,应力和塑性区的变化在10%内。 展开更多
关键词 地下洞室群 软岩 力学参数 敏感性分析 蟠龙抽水蓄能电站
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大型水电站地下洞室稳定控制设计研究与实践 被引量:1
11
作者 杨启贵 周述达 +1 位作者 周亚峰 陈舞 《人民长江》 北大核心 2022年第2期82-87,共6页
针对地下工程建设面临的地下洞室岩溶强发育、软岩分布范围广等突出工程地质问题,以水布垭、构皮滩、彭水等3个水电站地下工程为依托,系统开展了软硬相间地层、软岩及强岩溶等地质条件下大型地下洞室(群)关键技术问题研究。在设计实践中... 针对地下工程建设面临的地下洞室岩溶强发育、软岩分布范围广等突出工程地质问题,以水布垭、构皮滩、彭水等3个水电站地下工程为依托,系统开展了软硬相间地层、软岩及强岩溶等地质条件下大型地下洞室(群)关键技术问题研究。在设计实践中,提出了地下洞室扶壁岩锚复合式吊车梁结构型式“原岩隔墩支撑”结构技术、“超前置换封闭保压”的软岩处理技术、厂房纵轴线与岩层走向呈小交角甚至零度角布置的设计理念以及根据洞周围岩塑性区确定的“分界、分序、分层”的岩溶处理新技术。研究成果有效解决了复杂地质条件下大型地下洞室布置及围岩稳定问题,相关工程均已安全稳定运行,可为类似工程设计和稳定性评价提供一定的理论、方法及技术支撑。 展开更多
关键词 水电站地下洞室 洞室稳定 地下厂房布置 软岩 岩溶
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软岩硐室失稳机理和控制原则研究
12
作者 徐向南 《山西煤炭》 2016年第4期67-69,共3页
为了解决软岩硐室围岩大变形问题,采用理论分析和数值模拟方法,分析了软岩硐室围岩失稳机理、影响因素和围岩控制原则与方法,提出了不同围岩控制原则和处置方法,实测效果明显。
关键词 软岩硐室 失稳机理 围岩控制 原则与方法
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大断面强流变软岩硐室加固技术相似模拟试验研究
13
作者 郑新旺 袁红川 《价值工程》 2014年第4期90-91,共2页
针对鹤煤九矿井下硐室出现浆皮开裂、底臌等类似现象,采用相似模拟的方法,以鹤煤九矿31采区避难硐室临近硐室群实际地质资料为基础,研究分析了给定应力环境下不同支护方式时硐室围岩的变形破坏情况、失稳过程。作者认为,随着顶部压力的... 针对鹤煤九矿井下硐室出现浆皮开裂、底臌等类似现象,采用相似模拟的方法,以鹤煤九矿31采区避难硐室临近硐室群实际地质资料为基础,研究分析了给定应力环境下不同支护方式时硐室围岩的变形破坏情况、失稳过程。作者认为,随着顶部压力的逐渐改变,顶板裂隙逐渐增加,裂隙深度和宽度逐步增加,巷道出现离层、底鼓,进而呈现大面积破坏。该结果对区段巷道布置与加固方案优化有一定的参考价值。 展开更多
关键词 强流变软岩 硐室群 相似模拟
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某水电站软岩试验洞围岩变形监测及规律分析
14
作者 郑涛 《有色金属设计》 2021年第4期34-38,共5页
为掌握某水电站工程中地下洞室软岩的变形规律,利用该水电站的前期地质勘探洞在拟建地下厂房部位布置开挖一个小尺寸模拟试验洞,并在边墙与顶拱部位采用预埋或即埋设多点位移计的监测手段,对试验洞开挖过程中洞室边墙与顶拱部位围岩的... 为掌握某水电站工程中地下洞室软岩的变形规律,利用该水电站的前期地质勘探洞在拟建地下厂房部位布置开挖一个小尺寸模拟试验洞,并在边墙与顶拱部位采用预埋或即埋设多点位移计的监测手段,对试验洞开挖过程中洞室边墙与顶拱部位围岩的变形进行持续监测,基于监测数据分析表明以石英云母片岩为主的软岩在开挖时具有变形量值大、变形影响深度大、围岩松弛厚度深以及蠕变明显等特点,为该水电站在引水发电系统洞室围岩支护设计方面提供相应依据。 展开更多
关键词 软岩 围岩变形 监测 地下洞室 石英云母片岩
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高地应力软岩隧洞开挖扰动特征与规律研究 被引量:8
15
作者 职承杰 李建贺 张传健 《水利水电快报》 2021年第3期34-41,共8页
高地应力软岩隧洞由于地应力高,软岩强度及变形模量低,变形和破坏现象十分突出。以滇中引水工程香炉山隧洞为依托,研究了不同洞室形状和地应力场条件下,高地应力软岩隧洞围岩的变形和破坏特征。研究表明:隧洞开挖后,围岩应力、变形、破... 高地应力软岩隧洞由于地应力高,软岩强度及变形模量低,变形和破坏现象十分突出。以滇中引水工程香炉山隧洞为依托,研究了不同洞室形状和地应力场条件下,高地应力软岩隧洞围岩的变形和破坏特征。研究表明:隧洞开挖后,围岩应力、变形、破裂范围及支护结构受力均呈分区分布特征,大主应力传递轮廓和围岩变形轮廓基本呈垂直关系。对于高地应力软岩隧洞,"谐洞"并不是合理的洞形,"谐洞"虽然使切向应力在洞室边界上均匀分布,但切向应力向围岩内部的衰减速率沿短半轴方向(大曲率半径)较沿长半轴方向(小曲率半径)要小得多,导致软岩隧洞在高地应力条件下破裂范围更大;与此理念相反,通过在小主应力方向上设置小曲率半径,可更快形成高围压抑制围岩剪切破裂的进一步发展,减少围岩的破裂范围和变形程度。 展开更多
关键词 软岩隧洞开挖 破裂范围 围岩变形 洞室形状 香炉山隧洞 滇中引水工程
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深井软岩硐室群支护技术研究 被引量:5
16
作者 王炯 马磊 +3 位作者 刘鹏 刘义鹏 陈鹏程 宋立志 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期330-340,共11页
为解决新河煤矿-980m水平硐室群在掘进及支护过程中的大变形问题,首先通过理论分析,研究了相邻硐室不同开挖顺序对围岩破坏的影响;其次运用FLAC^(3D)数值模拟软件对相邻硐室群的不同开挖顺序进行模拟,计算得到围岩塑性区最小破坏体积V_(... 为解决新河煤矿-980m水平硐室群在掘进及支护过程中的大变形问题,首先通过理论分析,研究了相邻硐室不同开挖顺序对围岩破坏的影响;其次运用FLAC^(3D)数值模拟软件对相邻硐室群的不同开挖顺序进行模拟,计算得到围岩塑性区最小破坏体积V_(P),并得出最优施工方案,在上述研究基础上对已开挖硐室群进行支护设计,提出泵房主体及壁龛前期采用锚网、注浆锚索、喷浆,后期采用钢筋混凝土砌碹的联合支护方式,并对实施该支护方案的硐室群进行支护前后的数值模拟计算,计算结果表明,水泵房主体硐室顶板最大下沉量由927mm下降至30mm,底臌量由1036mm下降至6mm,主体泵房左帮移近量由1010mm下降至10.9mm,壁龛掌面移近量由700mm下降至9.9mm,围岩变形得到有效控制.顶底板位移现场监测结果表明,监测断面两帮最大移近量为8mm,顶底板最大移近量为15mm,巷道支护效果良好,能有效控制围岩变形. 展开更多
关键词 硐室群支护 高地应力 围岩变形 软岩支护 数值模拟 施工方案优化
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