大型地下洞室渐变段施工期围岩稳定的动态数值分析

摘要

本文以糯扎渡水电站2＃导流隧洞进口渐变段为研究背景，针对该渐变段进口特大矩形断面的特点，通过对其所采用开挖支护技术及施工过程的数值仿真分析，了解渐变段在采用进口平顶开挖技术结合联合支护方案下的围岩稳定性，为确保大型地下洞室的施工安全和长期稳定运行提供理论依据。同时也对平顶开挖技术在不同地质条件下的应用进行了初步探讨，为今后的大断面渐变段工程施工设计提供一定参考，在确保洞室安全与稳定的同时提高施工效率，创造更大的社会经济效益。本文的主要研究内容如下: (1)根据渐变段工程地质条件和设计方案，密切结合工程拟定的开挖施工程序，建立能反映支护结构与围岩相互作用及施工动态过程的地下洞室围岩稳定分析的整体三维模型，模拟了超前支护、一次支护及衬砌对渐变段施工过程中围岩稳定性的影响。 (2)采用连续介质快速拉格朗日元法(F1ac3D)，选取恰当的本构模型分别模拟围岩及不同的支护结构，按照工程拟定的施工程序对2＃导流隧洞进口渐变段开挖及支护全过程进行三维弹塑性仿真计算，总结洞周围岩在施工期的应力、位移、塑性区分布以及支护结构上的受力情况，评价洞室开挖后的围岩稳定性。 (3)针对洞室所处地质模型中不同部位(洞室上部、中部、下部)的围岩参数进行敏度分析，评价各部位围岩参数的变化对洞室变形、应力及塑性区分布的影响。 (4)评价本文研究对象糯扎渡2＃导流洞进口渐变段所采用的平顶开挖技术，鉴于该技术所带来的经济、社会效益，本文在此工程成功实践的基础上根据洞室围岩参数敏度分析结果针对平顶开挖技术在不同类别围岩中的适用性进行了初步探讨。

目录

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题目的及研究意义

1.2研究现状及发展趋势

1.3本文研究内容

第二章地下洞室围岩稳定分析及弹塑性理论

2.1围岩稳定分析

2.2现代支护结构原理

2.3弹塑性理论

2.4岩体弹塑性本构模型

2.5 FLAC3D简介

第三章渐变段施工期围岩稳定的动态数值仿真研究

3.1工程概况

3.2渐变段施工方案

3.3施工过程的数值模拟

3.4计算模型和计算参数

3.5渐变段施工期的数值仿真计算

3.6本章结语

第四章平顶开挖技术在渐变段工程中的应用

4.1渐变段工程开挖方法比较

4.2计算方案及参数

4.3岩体参数对洞室围岩稳定性的影响

4.4平项开挖技术在大断面渐变段工程中的应用

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢