深埋硬岩隧洞围岩的破坏模式分类与调控策略

根据锦屏II级水电站地下隧洞的地质条件、现场试验、数值分析和支护设计与施工全过程,建立深埋硬岩隧洞围岩的破坏模式分类方法。该分类方法依据支护要求和控制因素将深埋硬岩隧洞的破坏现象分为3个大类、9种典型破坏模式,分析各种破坏模式的发生机制、表现形态以及调控策略,重点讨论岩爆的机制以及相应的调控策略。应用该分类方法对锦屏II级水电站地下隧洞围岩的破坏模式进行识别、机制分析,相应的调控措施也得到采纳。工程实践表明,该分类方法全面、实用,为现场设计、地质和施工工程师等在深埋硬岩条件下进行隧洞开挖和支护设计优化提供具体指导方针。

深埋硬岩隧洞系统砂浆锚杆的加固机制与加固效果模拟方法

系统布置的砂浆锚杆是深埋硬岩隧洞主要支护结构,锚杆与围岩组成锚杆–围岩复合结构体,使围岩的力学特性得到改善。基于岩体的莫尔–库仑(M-C)屈服准则,推导锚杆–围岩复合结构体满足M-C准则的应力条件。结合岩体劣化本构模型,提出确定锚杆–围岩复合结构体力学参数的方法。锚杆与弹性围岩和屈服围岩组成的锚杆–围岩复合结构体的力学参数确定方法不同,锚杆与屈服围岩组成的锚杆–围岩复合结构体的力学参数与围岩当前状态的等效塑性应变有关。基于此提出一种模拟隧洞开挖支护过程中系统普通砂浆锚杆加固效果的数值方法。该方法能较好地模拟锚杆支护时机对围岩稳定性的影响。最后运用该方法对锦屏II级水电站2#引水隧洞围岩稳定性进行分析,为隧洞的施工和支护设计提供参考依据。

抑制浮萍生长的水动力条件试验与湖库流场数值模拟

为利用水库补水产生的水动力改善水体水质,抑制浮萍生长,以红领巾水库为研究对象,通过试验确定抑制浮萍生长的水流流速,用数值模拟方法预测不同补水口位置、数量及不同补水流量情况下水库的流场分布,以使抑制浮萍生长的水流流速所占水域面积最大。结果表明:0.13 m/s以上的水流流速可抑制浮萍的生长;当补水量为2×10~4m^3/d时,补水口位置对流场分布无显著影响,但补、出水口相距越远越有利于改善水质;补水口数量对流场分布的影响较小,较佳的补水口数量为2个;增加补水量对抑制浮萍生长的作用不显著;设置潜水循环泵人为强化水流流动对抑制浮萍生长的作用显著。

江水源热泵系统温排水的温度场数值模拟

为研究江水源热泵系统温排水在江河水域中的温度扩散规律,以长江位于重庆市的某段河道构建物理模型,采用有限体积元法对江水源热泵系统温排水的温度扩散规律进行三维数值模拟.结果表明,对于表面排放方式,温排水对江河水体温度的影响范围为:上层水体>中层水体>下层水体,江水源热泵系统运行7 d后,受纳水域上、中、下层水体温升大于1℃的范围(长×宽)分别是10 m×3.3 m、6 m×2.5 m和2 m×1.4 m.温排水进入河道后温度变化规律的模拟结果表明,排放口处温升值最明显,从排放口开始沿江水水流方向、河道宽度和深度方向,温度影响趋势均逐渐减弱.对江水温度模拟值与实测值的误差分析表明,两者相对误差的绝对值在2.33%以内,准确性较好.

双连拱隧道中隔墙数值模拟分析

针对双连拱隧道在施工过程中的中隔墙受力、变形问题,运用MIDAS GTS 2.6大型有限元程序建立了重庆市高新区森谷路双连拱隧道地层结构法数值模拟计算模型。对双连拱隧道三导洞台阶法开挖具体施工阶段进行数值模拟,同时双连拱隧道中隔墙进行受力变形分析。得到了各施工阶段中隔墙应力及位移变化情况,得出三导洞台阶法开挖工法施工过程中中隔墙应力及竖向位移均呈现"对称—不对称—对称"的分布过程,并对施工过程中可能的风险提出了切实可行的处理措施,以期对双连拱隧道的设计和施工提供一定的理论借鉴。