一、琅琊山抽水蓄能电站地下厂房洞室开挖与支护数值模拟(论文文献综述)
孙金辉,沈霞琼[1](2022)在《安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性分析》文中研究表明根据安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群的布置情况,结合洞室围岩地质条件,采用FLAC3D程序建立数值分析模型。对厂房分层开挖方案进行模拟,研究洞室群围岩开挖后的位移场、应力场和塑性区的分布特征,揭示应力集中部位和围岩潜在破坏部位的分布规律。分析成果表明,安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定,满足成洞条件,分析成果为地下厂房洞室群的支护设计提供科学依据和技术指导。
向邦发,徐祥,封磊,陈平志,胡正凯[2](2021)在《抽水蓄能电站洞室锚索选型及支护时机研究》文中提出锚索支护是地下洞室围岩支护的主要类型之一,锚索的选型与锚索支护时机的选取是地下洞室支护设计的难点。本文研究了句容抽水蓄能电站不同围岩条件下锚索选型和支护滞后距离对洞室变形的影响,介绍了工程岩脉发育的地质条件,并针对不同围岩条件下的锚索支护设计提出了工程建议,Ⅲ类围岩洞段优先选用无粘结预应力锚索支护,针对腐蚀性风险性大的洞段可选用全长粘结预应力锚索和无粘结预应力锚索间隔支护,系统预应力锚索支护滞后开挖面宜控制在20~30 m,Ⅳ类围岩优先选用全长粘结预应力锚索,预应力锚索支护滞后开挖面宜控制在10 m以内。
李宏宇[3](2021)在《抽水蓄能电站机电安装期焊烟扩散与通风策略研究》文中认为焊接技术是现代工业施工的一项中极其重要的基础技术,由于其生成过程及污染物本身的特殊性,会长时间聚集在作业区域空间内部并难以消除,若被施工人员吸入则会严重损坏人体的身体健康,极易罹患如尘肺等各种职业疾病。因此对各种作业空间内的焊烟进行治理极为重要。针对抽水蓄能电站地下厂房的机电安装期,由于需要对大量机组设备进行安装工作,则厂房内部的焊接施工任务较大,期间会产生大量的焊烟。而抽水蓄能电站厂房属于高大空间,焊烟在其中容易发生聚集,不易消除。因此对抽水蓄能电站机电安装期焊烟扩散规律与施工通风策略开展相应的研究具有十分重要的意义。据此,本研究基于山东潍坊抽水蓄能电站的地下厂房机电安装期的实际焊接施工,首先梳理国内外对于焊烟扩散机理与焊烟治理措施的相关研究,建立1:1三维物理模型;运用Fluent数值模拟软件,选择合适的数值计算模型,针对不同的焊接施工工况,设定边界条件,对厂房内的焊烟扩散及施工通风进行数值模拟计算;通过分析计算结果不断对通风方式和厂房内气流组织进行优化,得到较优的焊接施工通风策略。通过分析数值模拟结果,得到了抽水蓄能电站机电安装期主厂房内的焊烟扩散规律,并通过气流组织研究最终得到了针对不同焊接施工工况的较优通风策略。研究结果表明:在无通风的静态状态下,焊烟在水平方向以焊点为中心呈圆形扩散,竖直方向呈扇形扩散;距离地面8m以上的厂房空间焊烟浓度基本达标,主要治理范围应为距离地面2m以下的人体呼吸区;送风可使厂房内的焊烟浓度逐渐降低,靠近送风口的区域焊烟浓度较低,远离送风口的区域焊烟浓度较高;将送风口下移至距焊接施工平面3m的位置,主厂房排风口下移至距地面1m的位置,并且在隧洞内合理的布置挡风墙,可优化厂房内气流组织,提高通风净化效率;运用优化后的通风策略可在焊接施工作业时间内,将厂房内的焊烟浓度不达标区域范围缩小50%以上,对于焊接施工区内部聚集的焊烟通过局部净化装置进行消除;冬季施工时竖井出口内外存在约320Pa的自然热压差,有利于厂房内的焊烟净化;夏季施工时竖井出口内外存在约-105Pa的压差,可能出现通风倒灌现象,不利于焊烟的排除;当自然排风无法满足排风需要时,需要在竖井出口处设置排风机,进行机械排风。
冯博[4](2021)在《高地应力区开挖作用下地下洞室围岩破坏机制与稳定性分析 ——以双江口水电站尾水隧洞为例》文中研究指明中国是全球水利水电工程建设大国,尤其是以地质条件复杂、地应力水平高的西南地区为代表的水电站规模位于世界前列。水电站建设是一个复杂的系统工程,不可避免地需要进行大规模的岩体开挖,岩体开挖会打破原有的应力平衡状态,在洞室围岩产生应力集中现象,导致洞室围岩失稳现象的发生,对水电站建设进程及后期的正常运营产生严重的影响。因此,开展高地应力区开挖扰动条件下的水电站地下洞室围岩稳定性研究具有重要的工程意义。本文以“高应力区地下洞室开挖围岩失稳机制”这一关键科学问题为核心,依托双江口水电站尾水隧洞微震监测项目,对开挖过程中的围岩微震活动特征、震源参数及微破裂机制进行分析,提出了一个新的围岩稳定性评价指标。同时,采用基于强度折减法的真实破裂过程分析软件RFPA2D-SRM,研究了尾水隧洞开挖扰动作用下的围岩应力场与位移场分布,再现了尾水隧洞围岩微破裂渐进演化过程,揭示了围岩的损伤规律与力学机制。研究成果可为高地应力区地下洞室开挖围岩稳定性评价及灾害防治提供参考。本文的主要研究成果如下:(1)成功构建尾水隧洞微震监测系统及可回收式传感器空间阵网。通过人工定点敲击试验及单纯形法,确定了围岩P波波速为5100m/s,此时定位误差平均值为7.2m。结合现场施工情况、同类工程经验,运用时-频分析技术,对双江口水电站尾水隧洞各类事件信号进行识别,并准确地识别出微震信号,确保监测结果的准确可靠。提取爆破开挖事件后产生的首个微震事件,计算爆破点与因爆破产生的微震事件之间的距离从12.1m到44.1m不等,将50m确定为双江口水电站尾水隧洞爆破开挖的影响距离。(2)通过对尾水隧洞围岩微破裂的实时监测,分析了开挖扰动作用下尾水隧洞围岩微震时空分布规律,确定了微震活动与开挖施工的响应关系。基于日累积微震能量E和b值,提出了一个新的围岩稳定性评价指标lg E/b,能够较好地衡量围岩稳定性。分析了累积释放能量、能量指数、累积视体积的演化特征。基于矩张量反演与初动极性相结合的方法确定了尾水隧洞围岩微破裂机制。研究结果表明:lg E/b值增加至峰值是尾水隧洞围岩失稳的前兆特征,lg E/b值与施工强度具有很好的响应关系。在尾水隧洞围岩发生局部失稳前,都会出现累积释放能量与累积视体积快速增加、能量指数大幅度下降的趋势。尾水隧洞围岩微破裂机制以张拉型破裂为主。(3)利用基于强度折减法的真实破裂过程分析软件RFPA2D-SRM,依次模拟了高地应力条件下典型隧洞结构与结构面影响区开挖作用下的围岩微裂隙萌生、发育、扩展的全过程,探究尾水隧洞围岩应力场、位移场分布特征及演化规律。在此基础上,分别开展偏应力状态、结构面不同位置与不同方向影响下的尾水隧洞围岩损伤规律的数值模拟研究,确定了对围岩稳定性影响最小的水平应力值的大小、结构面的安全距离以及结构面的方向,为高地应力区洞室选址、施工进度把控以及洞室危险性评估提供了科学依据。
何一纯,丁秀丽,吕风英,王兰普,石艳龙,张雨霆[5](2020)在《大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析》文中认为丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群的施工期围岩变形具有量值大、时效特征明显、不同深度围岩均可能发生变形的特点。为研究该地下厂房围岩变形时效特征,基于工程地质条件和监测数据,开展围岩变形机制研究。分析结果表明:地下厂房围岩变形的分布特征和时效特性,既与围岩在开挖卸荷后所出现的岩体质量下降、围岩强度减小、岩体蚀变现象有关,也与围岩内存在节理裂隙或断层等不连续地质结构在开挖卸荷作用下易发生张开或错动有关。采用由伯格斯流变模型与带拉伸截止限的摩尔-库伦塑性屈服准则组合而成的复合黏弹塑性模型,进行围岩流变力学参数反演,获得了与监测值吻合较好的围岩变形和变形时程曲线计算结果。根据洞室群围岩开挖支护稳定性分析结果,可知截至主厂房第V层开挖支护完毕,洞周围岩局部变形和塑性区深度均较大,且塑性区贯穿主厂房和主变室洞间岩柱,围岩稳定性总体较差。因此,主厂房在第V层开挖完毕后暂停继续下挖,专门进行洞室群的系统性加强支护是必要的。
潘旭威[6](2020)在《蚀变岩发育规律及工程特性研究 ——以磐安抽水蓄能电站为例》文中进行了进一步梳理蚀变岩发育规律及工程特性对大型工程建设和矿产资源勘查具有重要理论意义和应用价值。本文以浙江磐安抽水蓄能电站工程区蚀变岩为研究对象,通过现场踏勘、资料分析、室内试验、理论分析等方法,系统研究了研究区蚀变岩的岩矿特性、物理力学特性、发育成因及规律。将蚀变岩地化分析与工程特性紧密结合,回答了岩石蚀变程度分级与强度预测的科学问题。目前对于蚀变岩的研究多通过识别、查明热液蚀变岩体的发育规律来指导矿产资源勘查,随着我国国民经济的发展,在蚀变岩地区修建的大型工程越来越多,随之蚀变岩的工程特性亦成为大型工程中常见的工程地质问题之一。由于岩石蚀变发育规律和工程特性是一个涉及多学科交叉的难题,目前还有很多关键问题未能很好解决,目前广泛采用的蚀变岩微观、地球化学等传统分析方法,虽在一定程度上解决了蚀变成因、矿物结构和成分等问题,但囿于尺度限制,其工程意义尚不明确,特别是在与工程密切相关的学科交叉领域,缺少能够服务工程现场的岩石蚀变快速识别分级理论和方法。为解决该问题,必须引入新的解决问题的方法、思路和手段。针对当前研究中存在的问题,本文在以下4个方面开展研究:(1)蚀变岩岩矿特性研究。根据蚀变岩野外手标本观察和薄片鉴定分析,查明了工程区岩石类型;通过蚀变岩全岩主量元素和微量元素分析、X射线衍射分析、扫描电镜及能谱分析,明确了工程区岩体的5种蚀变类型;基于短波红外光谱(short wavelength infrared,简称SWIR)技术,识别了工程区蚀变岩中的7种蚀变矿物。(2)蚀变岩工程特性研究。通过蚀变岩室内物理性质测试(岩石含水率试验、岩石吸水性试验、岩石颗粒密度试验及岩体密度试验)和室内单轴压缩试验,研究了蚀变岩的物理力学特性。(3)蚀变岩发育及分布规律研究。在3种空间尺度上分析了蚀变岩发育规律,完成工程区5个平硐内岩体蚀变发育调查分析、工程区三维蚀变地质模型分析、浙江省金华幅和仙居幅区域内蚀变岩发育特征分析。研究了磐安抽水蓄能电站工程区蚀变岩的发育和分布规律。(4)综合分析研究。通过对我国东南地区构造演化历史背景、浙江部分地区蚀变矿产分布、磐安抽水蓄能电站现场勘察等资料、数据的分析,从3种不同的空间尺度论证了浙江地区岩石蚀变主要沿NE向断裂发育的观点;引入短波红外光谱技术,通过分析,发现蚀变岩强度与短波红外区多个不同的波长点吸收峰呈线性关系,并以此为基础,结合Hoek-Brown准则,构建了岩石蚀变现场快速判别体系和方法,提出以岩石蚀变地质强度指标(Alteration Geological Strength Index,简称AGSI)估算工程区蚀变岩岩体力学参数的方法。根据以上研究,本文的研究进展可归结为以下3个方面:(1)提出了一种基于研究区构造演化历史的蚀变岩发育规律研究方法。该方法基于对区域地质背景及工程区地质条件的深度分析,通过对岩石蚀变成因的研究,对区域蚀变发育规律做出科学预测。另外可通过该方法间接测定岩体蚀变发育时期。(2)基于短波红外光谱SWIR测试技术,建立了岩石蚀变现场快速识别分级方法。通过分析蚀变岩室内单轴压缩试验成果及SWIR测试成果,发现蚀变岩强度与短波红外区多个不同的波长点吸收峰呈线性关系;通过对工程区蚀变岩岩石样本的表观性状和SWIR图谱分析,建立了基于SWIR的岩石蚀变现场快速识别分级方法,将岩体蚀变等级划分为5个等级。该方法评价指标相对简单、易于掌握、可操作性强,便于现场对蚀变程度的快速识别评价和分级。(3)提出了岩石蚀变地质强度指标AGSI,通过对Hoek-Brown强度准则的修正,建立了蚀变岩岩体力学参数估算方法。该方法基于Hoek-Brown强度准则,将岩石蚀变地质强度指标AGSI引入Hoek-Brown强度准则,结合蚀变岩室内单轴压缩试验成果,估算了工程区3个区域中2种主要类型岩体的黏聚力、内摩擦角、变形模量等力学参数,结果可为该电站工程设计施工方案的确定提供技术支持。该方法将蚀变因素纳入Hoek-Brown强度准则,拓展了该准则的应用范围。本文建立的岩石蚀变现场快速识别分级方法以浙江磐安抽水蓄能电站工程区蚀变岩为研究对象。然而,不同地区的构造演化历史、地层岩性等地质条件的不同,导致不同地区蚀变岩岩矿特性、物理力学特性等有所差异。因此,建议选取不同地区、不同岩性的蚀变岩样本开展研究,以进一步完善本方法。另外,可采用遥感技术,在更大的空间尺度上对蚀变岩的发育规律开展调查研究。
高乔[7](2019)在《抽水蓄能电站地下厂房围岩损伤演化规律研究》文中研究表明我国水电建设的蓬勃发展与能源需求快速增长密切相关,水电十三五规划提出“加快建设抽水蓄能电站”,近50座抽水蓄能电站列入建设规划,预计新增抽水蓄能电站6000万千瓦。在地质条件和地应力复杂的深埋山体内开挖修建大型地下厂房洞室群,围岩渐进损伤演化诱致宏观变形破坏的稳定性问题尤为突出,并且为后期的运行安全带来很大的安全隐患。因此,开展抽水蓄能电站地下厂房开挖过程围岩损伤演化规律及其稳定性的研究具有重要意义。本文以开挖过程大跨度地下厂房围岩损伤演化规律与破坏机制这一关键科学问题为核心,依托荒沟抽水蓄能电站地下厂房微震监测项目,首次将微震监测技术应用于抽水蓄能电站地下厂房,对开挖过程的地下厂房围岩微破裂渐进演化规律及其破坏机制进行分析。同时从微破裂演化的角度,利用模拟岩石真实渐进破坏过程的RFPA强度折减分析方法,再现了与微震监测结果一致的围岩损伤演化过程,得到围岩潜在失稳破坏模式与安全储备系数,揭示了围岩的损伤变化规律与机制,为抽水蓄能电站地下厂房开挖过程围岩稳定性的监测和评价提供参考。本文主要研究成果有:(1)尝试在抽水蓄能电站地下厂房构建微震监测系统以及可回收式传感器空间阵列台网。通过人工定点敲击试验精确测定P波波速为5150m/s,使定位误差控制在6m以内;运用阈值设定、频谱分析和人工识别等方法建立实际工程微震信号类型库,筛选剔除岩石微破裂以外的噪音信号,保证了监测结果处理分析的可靠性。该套微震监测设备在实际工程中取得很好的应用效果。(2)通过对地下厂房围岩内岩石微破裂的实时监测,分析施工扰动作用下大跨度地下厂房围岩微震活动的时空演化规律,建立了施工动态、断层位置与微震活动的响应关系,揭示了围岩损伤渐进演化规律。依据微震密度、能量和ES/EP等基本震源参数,揭示了围岩损伤破坏机制,圈定主厂房上游侧桩号0+20m至0+80m是围岩潜在危险区域。(3)从微破裂和应力场演化的角度,通过RFPA2D-SRM(强度折减法)得到了不同断层位置与不同侧压力系数下的地下厂房围岩损伤渐进演化规律及破坏模式,模拟结果表明:靠近断层的地下洞室围岩应力场容易劣化导致围岩渐进损伤诱致宏观失稳破坏,断层的影响距离为18m;水平应力的大小影响地下厂房围岩的损伤演化规律及其潜在失稳破坏模式,当侧压力系数K=1时,围岩稳定性的安全储备系数最大。
杨建林[8](2019)在《丰宁抽水蓄能电站地下洞室群散烟及通风系统研究》文中指出丰宁抽水蓄能电站地处河北省承德市丰宁满族自治县,电站规划装机容量3600MW,是目前世界上在建的最大的抽水蓄能电站,在丰宁抽水蓄能电站地下洞室开挖过程中,开挖工作面工作环境差,粉尘、爆破烟雾不能及时排除,严重影响施工人员健康和工程进度,目前常规的治理方式是采用通风机配接风管向施工洞内送风,以达到运送新鲜空气及降低污染物浓度的作用,但风流携带的污染物在稀释和扩散的过程中会污染整个洞室,危害洞室内的施工人员及作业环境,此外,通风机的使用还伴随着高昂的用电费用。因此,本文以丰宁抽水蓄能电站地下洞室群为研究背景,采用理论分析、数值模拟及工程试验相结合的方法,对地下洞室群的散烟系统,施工期及运营期的通风系统进行了研究,主要取得以下成果:研发了一种可移动式的烟尘净化系统用于地下洞室群施工期的除尘散烟工作,并在丰宁抽水蓄能电站主厂房施工现场进行了工业试验,试验结果表明:该系统机动性高,操作简单,除尘效果良好,可快速降低掌子面的烟尘浓度,提高施工效率,降低能耗,可在类似工程中推广使用。对丰宁抽水蓄能电站地下洞室群施工期通风系统进行了研究,结合工程资料对施工期通风系统进行了分期规划,采用计算流体力学方法(CFD)对洞室群不同施工时期的通风情况进行了模拟,依据计算结果,得出了地下洞室群的风流运行规律及粉尘分布规律,针对不同的洞室群通风阶段,提出了相应的通风优化建议。对丰宁抽水蓄能电站地下洞室群运营期通风系统进行了研究,采用数值计算软件Fluent对运营期不同通风方案下的永久通风系统进行了模拟,得出了洞室群永久通风的风流运行规律及排风风井在不同空间位置下永久通风系统的排风效率,给出了满足地下洞室群通风的最优风井布置方式,提出了相应的永久通风系统优化建议,为丰宁抽水蓄能电站地下洞室群运营期通风系统的设计提供了理论支撑。通过对丰宁抽水蓄能电站地下洞室群散烟及通风系统的研究,解决了施工时除尘散烟的问题,保障了地下洞室群的施工环境和施工人员的健康,为相关水电工程的通风设计提供了参考。
徐强[9](2019)在《地下洞室非稳定渗流场模拟及反演分析》文中认为地下水渗流在水电站地下厂房施工和运行过程中不可避免。在地下水作用下,洞室围岩易发生渗透破坏,导致洞室渗水,引发渗透稳定性问题,给工程的安全稳定运行带来隐患。由于渗流边界的复杂性和不稳定性,地下渗流场往往处于非稳定状态。因此,研究地下非稳定渗流规律,分析非稳定渗流场作用下洞室围岩的稳定性,对于保证地下洞室安全运行有着重要意义。本文从非稳定渗流理论出发,分析了地下洞室开挖过程非稳定渗流场演化规律。同时将改进的粒子群算法应用于三维非稳定渗流反演中。最后以天荒坪抽水蓄能电站地下厂房为例,采用渗流程序和改进的粒子群算法进行了非稳定渗流反演分析,并对其非稳定渗流场作用下的长期运行安全性做出分析评价。具体来说,主要工作有以下内容:(1)基于非稳定渗流的变分不等式理论,提出变带宽迭代法进行潜在溢出面的迭代求解,并编制了相应的计算程序,通过经典的排水沙槽试验验证了程序的正确性。(2)分析了地下洞室开挖过程中渗流边界的变化规律及特点,提出了地下洞室开挖过程中非稳定渗流场的计算方法,模拟了毛洞开挖、先开挖后支护和边开挖边支护三种情况下隧洞开挖过程地下渗流场的分布。在此基础上,提出了将非稳定渗流场的渗透荷载施加在洞室围岩上的方法。以阿扎德帕坦水电站地下厂房为例进行了洞室开挖过程非稳定渗流场的计算,并分析了渗透荷载作用下的毛洞开挖稳定性。结果表明,在洞室开挖过程中地下水自由面逐渐下降,洞室流量整体呈增大趋势。此外,渗透荷载虽然对洞室稳定有不利影响,但影响很小,其原因主要是岩体参数相对较好,且渗透荷载量值不大。(3)基于进化原则,采用分组、择优、改进飞行模式和概率控制四种策略,改进了基本粒子群算法,增强了前期全局搜索能力以及后期局部挖掘能力,并编制了相应的非稳定渗流反演程序。利用多个复杂函数验证了改进粒子群算法的有效性,通过简单的有限元渗流算例验证了反演程序的高效性。结果表明,改进的粒子群算法在搜索速度和精度上远好于传统粒子群算法,且反演程序能够正确适用于非稳定渗流场反演分析。(4)以天荒坪抽水蓄能电站水库放空时段地下渗流场反演为例,利用水库放空时段的监测数据对地下岩体渗透特性进行分析。通过分析地下水位变化趋势,发现不同部位在水库放空时段存在着一定程度的渗流滞后效应。分析结果表明该地下厂房能够在正常运行和水库放空检修工况下保持渗透稳定,且斜井区域渗压与上库水位变化保持一致,排水廊道区域滞后半个月,地下厂房区域滞后一个月。本文研究为地下洞室开挖渗流场模拟及考虑渗透荷载的围岩稳定分析提供了计算方法,为非稳定渗流过程中岩土渗透参数的取值提供了思路,并为地下洞室的长期渗透稳定性评判提供了依据。
李冬冬[10](2018)在《地下厂房岩锚梁岩壁围岩与锚杆支护宏细观特性研究》文中研究指明无论是我国全面建设小康社会新时期还是“一带一路”经济区建设需要,都促使交通、市政、能源、国防等领域的水利与岩土地下工程建设进入新的阶段。地下厂房安全稳定问题关系到国内外众多大型工程项目的安全运行,而岩锚梁作为地下厂房重要结构,因直接承受吊车荷载、岩壁局部变形较大、受力特性复杂等特点,关系到地下厂房开挖及运行期的整体安全稳定性。目前针对岩锚梁结构力学特性的研究整体偏于经验参考和基于宏观分析计算方法,对于岩壁围岩细观损伤过程、锚杆支护作用细观机理以及薄弱结构面细观受力特性等研究还不充分,有必要引入新的模型与算法、从新的视角对这些问题进行研究和探讨,同时可为实际工程提供理论支持。本文围绕地下厂房岩锚梁岩壁围岩与锚杆支护宏细观特性的关键问题,首先基于有限单元法、从宏观力学角度研究了岩锚梁在不同爆破参数下、不同开挖工况下以及不同支护条件下的围岩变形与损伤特征、吊车梁运行安全系数以及锚杆受力分布规律;为进一步研究岩锚梁结构在地下厂房开挖和运行期的细观受力特性,通过引入基于颗粒流PFC程序的离散元分析法、PFC-FLAC离散-连续耦合分析法,以及本文提出的改进颗粒流声发射片模拟方法,揭示了岩壁围岩细观损伤累积与损伤深度判别、全长粘结锚杆支护主动变形围岩细观作用机理、薄弱接触面局部细观破坏特征等宏细观力学特性,主要研究内容如下:(1)进行了地下厂房岩锚梁岩壁爆破开挖精细化控制研究。在实际工程要求岩锚梁岩壁精细化开挖的基础之上,提出了地下厂房岩锚梁三维有限元模型建立与分析方法,推导了岩壁爆破开挖荷载计算及有限元迭代计算方法,研究了不同爆破参数下爆破开挖荷载对吊车梁岩壁围岩受力与破坏特性的影响,结果表明岩锚梁局部岩壁围岩对爆破参数取值十分敏感,应注意避免爆破对岩壁附近围岩的扰动及破坏;建立了合理的岩锚梁超挖模型并分析了岩锚梁安全性评价指标,结果显示超挖工况下地下厂房运行期岩锚梁岩壁围岩破坏范围增大、变形量增加,承载能力降低、接触面安全系数减小,不利于形成合理受力变形特征及保证稳定安全运行,因此为避免岩锚梁岩壁不良开挖现象、保证岩台按设计成型,必须对岩壁爆破开挖设计进行精细化控制。(2)研究了地下厂房岩锚梁涂沥青锚杆支护特性。为了改善地下厂房岩锚梁岩壁浅层围岩应力集中现象,增大岩锚梁及其岩壁围岩的整体安全性,地下厂房施工过程中将吊车梁附近围岩1.5~2m范围内的上排斜拉锚杆涂裹沥青,锚杆与围岩局部脱离使得应力传递至围岩深部。针对地下厂房岩锚梁上排受拉锚杆涂沥青工艺,提出了一种在地下厂房岩锚梁有限元模型中生成沥青单元的方法:根据岩锚梁体型与吊车梁锚杆走向划分局部单元网格,建立地下厂房洞室群有限元模型;在上排斜拉涂沥青锚杆穿过的单元内生成新的节点,根据八节点六面体单元点-线-面基本关系,重新生成新的有限元模型;采用隐式杆单元法模拟涂沥青锚杆,隐式柱单元法模拟普通锚杆,将采用涂沥青锚杆与不采用涂沥青锚杆的孟底沟水电站地下厂房岩锚梁有限元模型进行对比分析与计算,有效模拟了锚杆涂沥青段岩壁围岩破坏区减少、应力集中现象减弱、围岩整体承载能力增强以及锚杆应力沿杆长趋于均匀化分布的受力特性。(3)提出了岩石与锚杆材料的离散颗粒模型数值仿真方法,探讨了基于离散元颗粒流PFC程序的介质变形、受力、损伤判别及破坏过程的细观力学描述手段,包括颗粒间接触力链与介质宏观受力特性的关系、颗粒模型微裂纹发育记录和声发射特性的关系、颗粒模型墙体伺服与介质宏观应力的关系等,并应用于岩石无侧限压缩试验、直接拉伸试验、不同围压下三轴压缩试验以及粘结锚杆拉拔试验等的离散颗粒模型数值试验研究,分析了岩石破坏过程中微裂纹扩展形态和声发射特性以及拉拔锚杆细观受力特征,从细观力学角度探索了有效的岩石和锚杆材料颗粒离散元模拟方法并得以成功运用。(4)基于PFC-FLAC离散-连续耦合计算方法,研究了围岩主动变形条件下全长粘结锚杆细观支护特性。针对单独采用离散元颗粒流PFC程序无法适用于地下厂房洞室开挖与支护工程尺度的问题,通过引入PFC-FLAC离散-连续耦合计算方法将求解区域划分为两个子区域,在FLAC程序中建立有限差分单元连续模型用于维持边界地应力值,同时在PFC程序中建立相应尺寸的地下洞室开挖颗粒流模型;经基于FISH语言二次开发的数据传输设计,两程序中的连续模型和离散颗粒模型可以进行有效数据交换和连续耦合计算,FLAC耦合边界与PFC墙体保持了良好的变形一致性和应力等价性。将其用于开挖面围岩主动变形情况下的全长粘结锚杆支护机理研究,从细观力学角度分析了开挖边界围岩维持自平衡的压力环机制、锚杆支护围岩“中性点”特征和围岩-锚杆联合承载细观作用机理。结果表明锚杆支护使得开挖边界围岩压力环厚度降低,但单根压接触力链量值升高并交织在锚杆周围,锚杆颗粒间平行粘结力远大于围岩颗粒平行粘结力,从细观角度良好呈现了锚杆-围岩联合承载机制;通过颗粒变形特征可知锚杆支护下靠近开挖边界的颗粒向临空面的变形大于锚杆变形,远离开挖边界的深部围岩颗粒向临空面的变形小于锚杆变形,两者变形相等的地方锚杆颗粒间接触力最大,直观体现了锚杆在地下洞室围岩支护过程中的“中性点”特征;开挖前后临空面附近围岩的颗粒孔隙率下降百分比较无锚杆支护工况显着降低,体现了锚杆为改善开挖引起的围岩松动效应所发挥的重要作用。(5)基于改进的PFC颗粒流声发射片模拟方法,研究了地下厂房岩锚梁局部细观受力与破坏特性。针对基于经典PFC-FLAC离散-连续耦合计算方法的PFC颗粒流声发射片技术在地下厂房洞室大变形或应力集中部位不能进行稳定耦合计算的问题,提出了一种基于FLAC模型耦合区域节点速率双线性插值的改进PFC颗粒流声发射片模拟方法:在FLAC程序中进行大型地下洞室分期开挖与支护过程模拟,同时建立与洞室重点关注部位单元节点享有共同坐标的PFC颗粒流声发射片模型,颗粒速度依据双线性插值隶属于FLAC耦合区域节点速度,能够容许耦合区域的任意变形并满足PFC颗粒、PFC墙体和FLAC耦合边界三者之间同步运动。经某地下洞室分期开挖算例验证,可知浅层围岩内颗粒接触力链紊乱且出现空洞,伴随大量微裂纹发育并逐渐汇合成两道明显的“X,”型宏观裂隙带,深部围岩内只发育少量微裂纹;随着开挖的进行剪裂纹占微裂纹总数百分比越来越大,促使围岩呈现出延-塑性破坏特征;锚杆和衬砌支护可显着降低微裂纹发育即围岩损伤程度。说明该方法良好适用于地下洞室局部细观力学特性分析,并将其应用于孟底沟水电站地下厂房岩锚梁岩壁围岩局部受力、变形与破坏特性研究中,提出了基于声发射片微裂纹发育特征的围岩破坏区深度判别方法,结果与有限元分析结果相一致并弥补了后者围岩破坏显示方法单一、尤其难以描述围岩损伤程度变化的缺点,表明上述方法在描述开挖面围岩损伤问题时具有明显优越性;同时用于研究吊车梁岩壁围岩参数劣化和吊车超载情况下吊车梁与围岩接触面问题,从其变形趋势、细观接触力链形态、微裂纹发育类别与宏观裂隙特征等多个宏-细观角度再现了竖直与倾斜接触面将分别产生拉裂破坏与剪切破坏的力学响应过程。
二、琅琊山抽水蓄能电站地下厂房洞室开挖与支护数值模拟(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、琅琊山抽水蓄能电站地下厂房洞室开挖与支护数值模拟(论文提纲范文)
(1)安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性分析(论文提纲范文)
1 问题的提出 |
2 工程概况 |
3 数值计算条件 |
3.1 几何数值模型及边界 |
3.2岩石力学参数及屈服准则 |
3.3 支护结构模拟 |
3.4 分层开挖方案 |
4 初始地应力场分析 |
5 计算结果分析 |
5.1 位移场与岩体变形分析 |
5.2 围岩应力成果分析 |
5.3 围岩的塑性区分析 |
5.4 锚杆应力分析 |
6 结 论 |
(2)抽水蓄能电站洞室锚索选型及支护时机研究(论文提纲范文)
1 工程概况 |
2 数值模型建立 |
3 锚索选型分析 |
3.1 无结构面影响Ⅲ类围岩 |
3.2 有结构面影响Ⅳ类围岩 |
4 支护滞后距离分析 |
4.1 Ⅲ类围岩条件支护滞后距离 |
4.2 Ⅳ类围岩条件支护滞后距离 |
5 结论与展望 |
(3)抽水蓄能电站机电安装期焊烟扩散与通风策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 抽水蓄能电站的施工环境 |
1.1.2 焊接施工污染及焊烟的危害 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 焊烟形成机理研究概况 |
1.2.2 焊烟扩散机理研究概况 |
1.2.3 焊烟扩散数值模拟研究概况 |
1.2.4 焊烟扩散污染治理研究概况 |
1.2.5 抽水蓄能电站施工通风研究概况 |
1.3 研究内容、方法与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法与技术路线 |
第2章 焊烟形成扩散机理与抽水蓄能电站施工通风理论 |
2.1 焊烟的组分特点与形成机理 |
2.1.1 焊烟的组分特点 |
2.1.2 焊烟的形成机理 |
2.2 焊烟的扩散机理 |
2.2.1 焊烟扩散的受力分析 |
2.2.2 焊烟扩散类型 |
2.3 地下抽水蓄能电站施工的通风方式及特点 |
2.3.1 开挖期施工通风 |
2.3.2 机电安装期施工通风 |
2.4 地下抽水蓄能电站施工通风量及风压计算方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 数值模拟的数学模型建立 |
3.1 流体控制方程 |
3.1.1 质量守恒方程 |
3.1.2 动量守恒方程 |
3.1.3 能量守恒方程 |
3.2 CFD软件设置 |
3.3 物理模型的建立与网格划分 |
3.3.1 地下抽水蓄能电站厂房焊接施工概况 |
3.3.2 物理模型的建立 |
3.3.3 网格的划分与网格无关性验证 |
3.4 求解器及边界条件 |
3.5 计算模型有效性验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 数值模拟结果分析及方案优化 |
4.1 数值模拟工况设计 |
4.2 通风气流组织模拟分析及优化 |
4.2.1 主厂房施工通风气流组织研究 |
4.2.2 主变室施工通风气流组织研究 |
4.2.3 尾闸室施工通风气流组织研究 |
4.3 焊接施工通风模拟分析及优化 |
4.3.1 工况1(gk1)主厂房单独施工 |
4.3.2 工况2(gk2)主厂房与主变室同时施工 |
4.4 季节对焊接施工通风的影响分析 |
4.5 焊烟治理综合通风策略总结 |
4.5.1 主厂房单独焊接施工通风策略 |
4.5.2 主厂房与主变室同时焊接施工通风策略 |
4.6 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
(4)高地应力区开挖作用下地下洞室围岩破坏机制与稳定性分析 ——以双江口水电站尾水隧洞为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 施工期地下洞室围岩稳定性研究现状 |
1.2.2 微震监测技术研究现状 |
1.3 本文研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 双江口水电站工程背景 |
2.1 工程概况 |
2.2 地形地貌 |
2.3 地层岩性 |
2.4 地质构造 |
2.5 水文地质条件 |
2.6 岩体地应力特征 |
2.7 尾水隧洞施工概况及地质条件 |
2.7.1 施工概况 |
2.7.2 地质条件 |
2.8 本章小结 |
3 尾水隧洞微震监测系统构建与测试 |
3.1 微震监测基本原理 |
3.2 微震监测系统构建 |
3.2.1 系统布设 |
3.2.2 供电及布线 |
3.2.3 传感器的安装及回收 |
3.3 定位误差与波速优化 |
3.4 波形识别 |
3.5 爆破影响区确定 |
3.6 本章小结 |
4 尾水隧洞开挖过程震源参数及震源机制分析 |
4.1 定量地震学理论 |
4.2 微震事件时空分布规律 |
4.2.1 微震事件时间分布规律 |
4.2.2 微震事件空间分布规律 |
4.3 微震活动与开挖施工的响应关系 |
4.4 基于震源多参数综合分析的尾水隧洞围岩稳定性判别 |
4.4.1 lgE/b值演化特征 |
4.4.2 累积释放能量、能量指数、累积视体积演化特征 |
4.5 基于矩张量反演与初动极性综合判别法的围岩微破裂破坏机制研究 |
4.5.1 理论介绍 |
4.5.2 尾水隧洞围岩微破裂矩张量反演与平均极性计算 |
4.6 本章小结 |
5 开挖作用下尾水隧洞围岩损伤规律数值分析 |
5.1 RFPA~(2D)-SRM基本原理 |
5.1.1 细观基元赋值 |
5.1.2 RFPA~(2D)-SRM的强度准则 |
5.1.3 RFPA~(2D)-SRM的失稳判据与安全系数 |
5.2 围岩细观力学参数确定 |
5.3 典型隧洞结构开挖作用下的围岩损伤规律 |
5.3.1 数值模型及其边界条件 |
5.3.2 典型隧洞结构开挖数值计算结果分析 |
5.3.3 典型隧洞结构开挖数值计算结果与微震监测结果的对比 |
5.4 结构面影响区开挖作用下的围岩损伤规律 |
5.4.1 结构面影响的应力概化模型 |
5.4.2 结构面影响区隧洞开挖数值计算结果分析 |
5.5 不同偏应力状态对尾水隧洞围岩稳定性的影响 |
5.6 结构面位置对尾水隧洞围岩稳定性的影响 |
5.7 结构面方向对尾水隧洞围岩稳定性的影响 |
5.8 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(5)大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析(论文提纲范文)
1 研究背景 |
2 工程概况 |
3 围岩变形监测数据分析 |
3.1 围岩变形监测仪器布置 |
3.2 围岩变形分布特征 |
3.2.1 围岩累积变形分布 |
3.2.2 围岩不同深度变形分布 |
3.3 围岩变形监测时程曲线特征 |
3.4 围岩变形分析小结 |
4 围岩变形机制分析 |
4.1 施工地质分析 |
4.2 围岩变形影响因素分析 |
5 围岩流变力学参数反演与计算 |
5.1 基本思路 |
5.2 初始计算条件 |
5.2.1 数值计算模型 |
5.2.2 初始地应力 |
5.3 力学参数反演 |
5.3.1 流变力学模型 |
5.3.2 岩体力学参数 |
5.3.3 反演使用的监测点信息 |
5.3.4 力学参数反演结果 |
5.4 围岩开挖支护计算结果与稳定性评价 |
6 结 论 |
(6)蚀变岩发育规律及工程特性研究 ——以磐安抽水蓄能电站为例(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容及创新点 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 创新点 |
1.4 研究思路与技术路线 |
2 蚀变岩赋存环境 |
2.1 区域地质背景 |
2.1.1 区域构造单元 |
2.1.2 区域地层岩性 |
2.1.3 区域构造演化及岩浆活动历史 |
2.2 工程区地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地层岩性 |
2.2.3 地质构造 |
2.2.4 水文地质 |
2.2.5 岩体风化 |
3 蚀变岩岩矿特性 |
3.1 分析方法及测试方案 |
3.2 岩石类型 |
3.3 蚀变类型 |
3.4 小结 |
4 岩石蚀变分级研究 |
4.1 蚀变岩SWIR测试分析 |
4.1.1 短波红外光谱测试技术 |
4.1.2 岩体SWIR测试分析 |
4.2 蚀变岩强度与SWIR指标的关系 |
4.3 岩石蚀变现场快速识别分级方法 |
4.3.1 评价指标 |
4.3.2 评价方法 |
4.3.3 实施要点 |
4.4 小结 |
5 蚀变岩特性及力学参数估算 |
5.1 蚀变岩物理特性 |
5.1.1 岩石含水率试验 |
5.1.2 岩石吸水性试验 |
5.1.3 岩石颗粒密度试验 |
5.1.4 岩体密度试验 |
5.2 蚀变岩力学特性 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 试验成果及分析 |
5.3 蚀变岩体力学参数估算 |
5.3.1 Hoek-Brown强度准则 |
5.3.2 工程区蚀变岩体力学参数估算 |
5.4 小结 |
6 蚀变岩发育规律研究及分布预测 |
6.1 工程区平硐岩体蚀变发育分析 |
6.1.1 探硐CPD01 |
6.1.2 平硐YPD01 |
6.1.3 平硐XPD01 |
6.1.4 平硐XPD02 |
6.1.5 平硐SPD04 |
6.2 三维蚀变地质模型分析 |
6.2.1 三维钻孔模型 |
6.2.2 三维地质模型 |
6.2.3 蚀变模型构建 |
6.2.4 蚀变发育与分布规律 |
6.3 浙江省蚀变岩发育特征研究 |
6.4 岩石蚀变成因分析 |
6.5 工程区岩体蚀变发育与分布预测 |
6.6 小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
参考文献 |
附录 |
个人简历、在学期间取得的科研成果 |
致谢 |
(7)抽水蓄能电站地下厂房围岩损伤演化规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 施工期地下厂房围岩稳定性的研究现状 |
1.2.2 微震监测在开挖损伤区研究的应用现状 |
1.3 本文研究内容及方法 |
2 地下厂房微震监测系统的构建 |
2.1 工程概况 |
2.1.1 地质构造与水文条件 |
2.1.2 地下厂房围岩特征 |
2.1.3 地下厂房地应力状态 |
2.1.4 地下厂房施工概况 |
2.2 微震监测系统构建 |
2.3 定位误差与波形识别 |
2.3.1 微震监测的定位误差 |
2.3.2 微震信号的波形识别 |
2.5 本章小节 |
3 基于微震特征的地下厂房围岩稳定分析 |
3.1 微震监测及定量地震学原理 |
3.1.1 微震监测原理 |
3.1.2 定量地震学原理概述 |
3.1.3 荒沟地下厂房微震信号震源参数计算 |
3.2 微震活动的时空演化规律 |
3.2.1 微震活动的时间演化规律 |
3.2.2 微震活动的空间分布规律 |
3.3 不同因素影响的微震活动特征与微破裂机制 |
3.3.1 施工动态与微震活动特征的响应关系分析 |
3.3.2 断层识别与围岩微破裂破坏机制研究 |
3.4 基于能量耗散原理的围岩局部损伤区识别 |
3.5 本章小节 |
4 基于强度折减法的围岩损伤规律研究 |
4.1 RFPA2D-SRM的基本原理 |
4.1.1 RFPA基本原理 |
4.1.2 RFPA2D-SRM的失稳判据 |
4.2 典型剖面数值模拟结果分析 |
4.2.1 参数确定与模型建立 |
4.2.2 数值计算结果分析 |
4.2.3 数值模拟与微震监测的对比验证 |
4.3 断层位置对围岩稳定性的影响分析 |
4.4 不同偏应力状态下围岩损伤演化规律 |
4.5 本章小节 |
5 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)丰宁抽水蓄能电站地下洞室群散烟及通风系统研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 丰宁抽水蓄能电站工程背景 |
1.2 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群散烟及通风系统难点 |
1.3 研究现状 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
2 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群散烟系统研究 |
2.1 烟尘净化系统介绍 |
2.2 烟尘净化系统现场应用试验 |
2.3 本章小结 |
3 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群施工期通风系统规划及数值计算研究 |
3.1 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群施工期通风系统规划 |
3.2 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群施工期通风系统数值计算分析 |
3.3 地下洞室群施工期通风系统优化 |
3.4 地下洞室群施工期通风系统运行效果分析 |
3.5 本章小结 |
4 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群运营期通风系统数值计算及通风优化研究 |
4.1 丰宁抽水蓄能电站地下洞室群运营期通风系统数值计算分析 |
4.2 地下洞室群运营期通风系统优化 |
4.3 地下洞室群运营期通风运行模式 |
4.4 本章小结 |
5 结论及展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)地下洞室非稳定渗流场模拟及反演分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题意义及背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 渗流计算方法 |
1.2.2 渗流反演研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 非稳定渗流基本理论 |
2.1 渗流基本理论 |
2.1.1 渗流连续性方程 |
2.1.2 渗流基本方程 |
2.1.3 渗流定解条件 |
2.2 Signorini型变分不等式 |
2.2.1 非稳定渗流问题的Signorini型变分不等式 |
2.2.2 有限元计算格式 |
2.2.3 非稳定渗流溢出边界模拟 |
2.3 程序开发实现基础 |
2.4 算例验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 地下洞室开挖过程渗流场模拟 |
3.1 地下洞室分期开挖渗流场模拟 |
3.1.1 地下洞室开挖模拟方法研究 |
3.1.2 算例验证 |
3.2 考虑渗流力作用的洞室开挖稳定分析 |
3.2.1 地下洞室开挖稳定计算方法 |
3.2.2 渗流荷载的施加 |
3.3 工程实例 |
3.3.1 工程概况 |
3.3.2 计算模型及计算条件 |
3.3.3 计算结果分析 |
3.3.4 小结 |
3.4 本章小结 |
第4章 三维渗流场非稳定渗流反演分析方法 |
4.1 渗流场反演目标函数 |
4.2 粒子群算法 |
4.2.1 算法原理 |
4.2.2 粒子群算法改进策略 |
4.3 基于进化原则的改进粒子群算法 |
4.4 算例验证 |
4.4.1 反演算法有效性验证 |
4.4.2 三维非稳定渗流反演程序验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 天荒坪电站水库放空非稳定渗流反演分析 |
5.1 工程概况 |
5.2 计算条件及参数选取 |
5.2.1 计算模型 |
5.2.2 计算边界条件 |
5.2.3 计算参数确定 |
5.3 反演结果分析 |
5.3.1 渗透参数合理性分析 |
5.3.2 反演渗流场分布分析 |
5.4 水库放空时段渗流场变化规律 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 本文结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间研究成果 |
致谢 |
(10)地下厂房岩锚梁岩壁围岩与锚杆支护宏细观特性研究(论文提纲范文)
博士生自认为的论文创新点 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地下厂房岩锚梁岩壁爆破开挖研究 |
1.2.2 岩锚梁锚杆与接触面稳定性研究 |
1.2.3 地下厂房洞室群数值模拟分析方法 |
1.2.4 颗粒离散元法在地下洞室中的应用 |
1.2.5 离散-连续耦合分析方法研究进展 |
1.3 本文研究目标及研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 研究技术路线 |
第2章 地下厂房岩锚梁岩壁爆破开挖精细化控制研究 |
2.1 概述 |
2.2 岩锚梁岩壁精细化爆破开挖控制与实例 |
2.2.1 吊车梁岩壁爆破开挖质量影响因素 |
2.2.2 吊车梁岩壁精细化开挖工程实例 |
2.3 考虑爆破荷载的岩锚梁岩壁开挖有限元分析 |
2.3.1 岩锚梁可视化建模与有限元分析方法 |
2.3.2 岩壁开挖爆破荷载迭代计算方法 |
2.3.3 吊车梁与岩壁接触面稳定性分析 |
2.3.4 爆破开挖对岩壁损伤影响实例分析 |
2.4 岩壁超挖工况下岩锚梁整体受力特性分析 |
2.4.1 吊车梁超挖模型形态 |
2.4.2 岩壁超挖与正常工况下岩锚梁受力特性对比 |
2.4.3 超挖工况下岩锚梁安全性评价 |
2.5 本章小结 |
第3章 地下厂房岩锚梁涂沥青锚杆支护特性研究 |
3.1 概述 |
3.2 岩锚梁锚杆涂沥青段模型网格生成方法 |
3.2.1 岩锚梁锚杆涂沥青段微观模型 |
3.2.2 岩锚梁沥青单元网格生成方法 |
3.2.3 有限元模型文件组成及转换 |
3.2.4 利用Fortran语言实现程序流程 |
3.3 岩锚梁涂沥青锚杆数值分析方法 |
3.3.1 涂沥青锚杆的刚度矩阵 |
3.3.2 沥青锚杆支护非线性迭代方法 |
3.4 岩锚梁涂沥青锚杆支护特性实例分析 |
3.4.1 沥青单元网格生成效果 |
3.4.2 涂沥青锚杆支护特性对比分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 岩石与锚杆离散颗粒模型数值仿真实现方法 |
4.1 概述 |
4.2 颗粒流PFC程序岩石与锚杆模拟方法 |
4.2.1 PFC程序基本原理和假定 |
4.2.2 岩石的颗粒流模拟方法 |
4.2.3 锚杆的颗粒流模拟方法 |
4.2.4 细观力学特性表征方法 |
4.3 岩石颗粒模型数值试验方法与结果分析 |
4.3.1 岩石无侧限压缩试验 |
4.3.2 岩石直接拉伸试验 |
4.3.3 不同围压下岩石三轴压缩试验 |
4.4 粘结锚杆拉拔试验颗粒数值模型 |
4.4.1 颗粒模型试验实现方法 |
4.4.2 试验结果分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于离散-连续耦合的全长粘结锚杆细观支护特性研究 |
5.1 概述 |
5.2 ITASCA离散-连续模型数据交换与同步计算原理 |
5.2.1 接口程序数据交换通道函数 |
5.2.2 FLAC耦合边界节点外力转换与更新 |
5.2.3 离散-连续模型同步计算实现步骤 |
5.3 地下洞室开挖与锚杆支护离散-连续耦合模型建立 |
5.3.1 连续单元模型耦合区域优化选取 |
5.3.2 开挖过程围岩地应力重分布实现方法 |
5.3.3 PFC-FLAC离散-连续耦合模型建立 |
5.3.4 耦合计算连续性验证 |
5.4 围岩主动变形时粘结锚杆细观支护特性研究 |
5.4.1 围岩与锚杆颗粒非同步变形规律 |
5.4.2 锚杆支护主动变形围岩的“中性点”特征 |
5.4.3 围岩与锚杆联合承载细观压力环结构 |
5.4.4 基于粘结力和孔隙率变化的围岩扰动判别 |
5.5 本章小结 |
第6章 基于改进PFC颗粒流声发射片的岩锚梁局部细观特性研究 |
6.1 概述 |
6.2 经典颗粒流声发射片模拟洞室局部大变形问题的局限性 |
6.2.1 颗粒流声发射片耦合计算原理与应用步骤 |
6.2.2 大变形部位离散-连续耦合计算不收敛原因探究 |
6.3 基于连续模型节点速率插值的颗粒流声发射片模拟方法 |
6.3.1 声发射片颗粒与连续模型节点同步变形实现方法 |
6.3.2 改进颗粒流声发射片技术运用方法 |
6.3.3 开挖临空面附近围岩局部细观受力特性分析 |
6.4 岩锚梁岩壁围岩与薄弱接触面细观力学特性研究 |
6.4.1 分期开挖过程中岩壁围岩变形和微裂纹扩展规律 |
6.4.2 细观力学角度的岩壁围岩破坏区深度判别 |
6.4.3 运行期岩壁与吊车梁接触面细观破坏机理研究 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻博期间发表论文及科研成果目录 |
致谢 |
四、琅琊山抽水蓄能电站地下厂房洞室开挖与支护数值模拟(论文参考文献)
- [1]安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性分析[J]. 孙金辉,沈霞琼. 浙江水利科技, 2022(01)
- [2]抽水蓄能电站洞室锚索选型及支护时机研究[J]. 向邦发,徐祥,封磊,陈平志,胡正凯. 地下空间与工程学报, 2021(S2)
- [3]抽水蓄能电站机电安装期焊烟扩散与通风策略研究[D]. 李宏宇. 北京建筑大学, 2021(01)
- [4]高地应力区开挖作用下地下洞室围岩破坏机制与稳定性分析 ——以双江口水电站尾水隧洞为例[D]. 冯博. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]大型抽水蓄能电站地下厂房围岩变形时效特征和反馈分析[J]. 何一纯,丁秀丽,吕风英,王兰普,石艳龙,张雨霆. 长江科学院院报, 2020(11)
- [6]蚀变岩发育规律及工程特性研究 ——以磐安抽水蓄能电站为例[D]. 潘旭威. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [7]抽水蓄能电站地下厂房围岩损伤演化规律研究[D]. 高乔. 大连理工大学, 2019(02)
- [8]丰宁抽水蓄能电站地下洞室群散烟及通风系统研究[D]. 杨建林. 华北科技学院, 2019(01)
- [9]地下洞室非稳定渗流场模拟及反演分析[D]. 徐强. 武汉大学, 2019(06)
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