水电站坝基深槽施工中防渗墙可靠性数值仿真分析

摘要

水电站设计施工是相对复杂的系统工程，由于地质条件的多样性、复杂性和隐蔽性，在地质勘察中难免出现不周全的情形，致使在河床开挖后出现与预先估计的地质条件不相吻合的情况。龙开口坝基开挖完成后在河床坝基发现一条深槽，内部填满砂卵石，超出设计预期。建设者探讨采用将双防渗墙更改为单防渗墙案，单防渗墙受墙前土体和水压力的作用，防渗墙容易发生失稳，为了保证施工过程中结构的整体稳定性，必须对防渗墙在深槽施工中的可靠性进行分析。本文以龙开口水电站坝基深槽开挖工程为依托，利用有限元方法，对卵石河床地基土体对防渗墙的支承刚度系数以及防渗墙支护结构与土体相互作用建立了有限元分析模型，本文主要工作如下:
　　1.简要介绍了龙开口水电站深槽开挖设计施工的基本情况以及深槽开挖方式与支护方法;
　　2.总结了卵石河床地基基床系统的计算方法，主要有理论方法、试验方法以及经验方法等;分析砂卵石地基单元及钢筋混凝土防渗墙单元的选取以及边界条件的确定方法，讨论了卵石河床地基土体支承刚度的计算方法，并用有限元法确定了防渗墙后卵石河床地基土体的支承刚度系数;
　　3.建立了防渗墙结构分析的有限元模型，综合考虑施工过程中各种不利因素，分析在开挖过程中水位变化、防渗墙下游未灌浆直接开挖、防渗墙下游灌浆处理、防渗墙下游旋喷桩加固等支护形式改变以及不同支承刚度系数对防渗墙结构变形、内力及应力的变化;
　　4.总结开挖过程中的各种作用工况及支护形式条件下防渗墙受力性能，为龙开口水电站深槽开挖提供了经济、可靠的施工方案。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 防渗墙结构形式及其可靠性分析现状

1．2．1 防渗墙结构形式

1．2．2 深槽开挖槽壁稳定分析研究现状

1．3 深槽开挖支护形式及稳定性分析

1．3．1 深槽开挖支护形式

1．3．2 深槽开挖过程中边坡与结构稳定性分析

1．4 本文研究目的、内容、思路

2 工程背景与处理方法简介

2．1 工程背景

2．2 深槽开挖与支护方法

2．2．1 防渗墙的设置

2．2．2 深槽开挖与支护方案

2．3 小结

3 深槽开挖过程中防渗墙可靠性分析有限元模型建立

3．1 有限单元选取

3．2 边界条件

3．3 防渗墙后土体支承刚度系数的确定

3．3．1 基床系数的确定

3．3．2 有限元法确定防渗墙后土体支承刚度系数

3．4 小结

4 防渗墙作用在岩石和卵石河床上的可靠性分析

4．1 分析模型

4．2 防渗墙上游水位变化影响分析

4．2．1 模型说明

4．2．2 计算结果对比分析

4．3 防渗墙下游土体开挖支承形式影响分析

4．3．1 防渗墙下游未灌浆直接开挖方案

4．3．2 防渗墙下游灌浆处理方案

4．3．3 防渗墙下游旋喷桩加固方案

4．3．4 计算结果比较

4．3．5 工程处理实效

4．4 支承刚度系数变化影响分析

4．4．1 模型说明

4．4．2 计算结果对比分析

4．5 小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与工程项目及发表论文情况

致谢