考虑开挖卸荷效应的三峡船闸边坡稳定性数值分析

摘要

该文选取三峡工程永久船闸边坡的典型剖面15570剖面,根据现场试验和地质调查确定的卸荷范围,考虑卸荷带岩体力学参数随开挖过程而变化,采用二维弹塑性有限元法、二维弹塑性显式有限差分法进行了边坡施工开挖数值模拟.该文研究发现开挖完成后闸室直立墙和南北边坡的岩体水平方向变形随着开挖深度的下降而不断增大,开挖完成后的总体变形表现为近水平略向下.中隔墩在开挖过程中,始终处于卸荷回弹,开挖完成后,中隔墩向两侧张开.开挖完成后,在闸室拐角处存在不同程度的应力集中现象,中隔墩上部1/2的岩体及南北边坡于直立墙顶部平台以下的部分岩体为拉应力区.在两侧边坡及边墙的塑性区出现在损伤区和部分卸荷影响区内,中隔墩大部分区域的岩体都进入了塑性状态,闸室底板处的塑性区基本上与损伤区一致.参考反分析报告中的地应力场和卸荷带的力学参数,计算位移与实测位移相比较,两者的位移量值及变形规律相吻合.进一步验证了反演出的力学参数、地应力场与卸荷带的划分是合理配套的.

目录

文摘

英文文摘

1综述

1.1三峡船闸边坡开挖后稳定性问题

1.2国内外研究现状

1.2.1边坡工程稳定性研究现状

1.2.2边坡卸荷效应的研究现状

1.2.3边坡稳定性分析数值方法研究现状

1.3三峡船闸开挖后稳定性研究中存在的难题

1.4本文的工作

1.4.1三峡花岗岩体的弹塑性本构关系研究

1.4.2边坡岩体开挖卸荷带研究

1.4.3考虑开挖卸荷效应的开挖数值模拟

2.三峡船闸陡高边坡概况

2.1船区工程设计与地质概况

2.2.岩体的岩性

2.3工程特点

3边坡开挖及卸荷效应模拟理论

3.1开挖模拟

3.2卸荷效应模拟

3.3开挖卸荷范围及力学参数的确定

3.4.考虑开挖卸荷效应的15570剖面

3.5边坡稳定性计算

3.5.1计算方法

3.5.2计算条件

3.5.3初始地应力

3.6.边坡有限元分析

3.6.1.概述

3.6.2.边坡有限元分析的特点

3.6.3.有限元计算格式

3.6.4.边坡开挖卸荷的有限元分析

4花岗岩本构关系的研究

4.1花岗岩应力应变关系计算机模拟实验

4.2岩石类工程材料的一般弹塑性本构理论

4.3本章小结

5考虑开挖卸荷效应的三峡船闸边坡二维弹塑性有限元分析

5.1岩体开挖卸荷的有限元分析程序PHASE2

5.2模拟计算及成果分析

5.3中隔墩卸荷损伤区间接检测验证

5.4本章小结

6考虑开挖卸荷效应的三峡船闸边坡二维弹塑性显式有限差分法

6.1显式有限差分法

6.2模拟计算与成果分析

6.2.1模拟计算

6.2.2成果分析

6.3本章小结

7结论

致谢

参考文献