›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (12): 3393-3400.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

糯扎渡水电站1#导流隧洞三维非线性有限元开挖模拟分析

周家文1,徐卫亚1,童富果1,褚卫江1,张宗亮2,刘兴宁2   

  1. 1. 河海大学 岩土工程研究所,南京 210098;2. 国电昆明勘测设计研究院,昆明
  • 收稿日期:2007-03-27 出版日期:2008-12-10 发布日期:2013-08-11
  • 作者简介:周家文,男,1982年生,博士研究生,主要从事岩石力学与工程方面的研究。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展规划项目(973)(No.2002CB412707)和国家自然科学基金重点项目(No.50539110)联合资助课题。

Three-dimensional nonlinear finite element simulation of excavation of the diversion tunnel No.1 for Nuozhadu Hydropower Station

ZHOU Jia-wen1, XU Wei-ya1, TONG Fu-guo1, CHU Wei-jiang1, ZHANG Zong-liang2, LIU Xing-ning2   

  1. 1. Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2. Kunming Investigation & Design Institute of China Hydropower Consulting Group, Kunming 650051, China
  • Received:2007-03-27 Online:2008-12-10 Published:2013-08-11

摘要: 糯扎渡水电站1#导流隧洞开挖经过F3断层,开挖过程中,F3断层影响带附近的岩体力学参数直接控制着围岩的变形和应力分布。为了评判后续Ⅱ,Ⅲ层开挖围岩的稳定性,首先利用隧洞第Ⅰ层开挖的位移监测数据反演出F3断层附近围岩的岩体力学参数和初始地应力场;然后,利用反演得到的初始地应力场和岩体力学参数进行Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ层开挖模拟分析,得到了F3断层附近围岩的应力变形情况。计算结果表明:随着开挖的不断进行,隧洞F3断层周围岩体的约束逐渐解除,围岩的应力逐渐增大,隧洞周边的位移也不断增大,并且隧洞周围应力变形在F3断层中心区域有明显的错动现象,说明F3断层对隧洞的开挖影响比较大,有必要对此区域后期变形加强观测和分析。

关键词: 导流隧洞, 非线性有限元, 位移反分析, 开挖模拟

Abstract: During the excavation of the diversion tunnel No.1 for Nuozhadu Hydropower Station passing through the fault, F3 in the process of excavation, the strain and stress distribution of wall rock is controlled by the rock mass mechanical parameters around the influence zone of fault F3. Aiming to evaluating the stability of wall rock because of the excavation of layersⅡand Ⅲ; firstly, it needs back analysis of the rock mass mechanical parameters and the initial stress field of the wall rock around the fault F3 by using the displacement monitor data after the first layer excavation. Then, modeling of the first, second and third layers excavation used the rock mass mechanical parameters and the initial stress field which get through with back analysis method. The stress-strain situation of wall rock surrounds the fault F3 has got. The compute results show that the restriction of the tunnel rock mass surrounds the fault F3 is released gradually; the stress of the wall rock is increased gradually; and the displacements of the wall rock are also increased gradually with the uninterrupted excavation. And the stress-strain in the center zone of the fault F3 is unbalanced in evidence. It is shown that the excavation of the tunnel influenced by the fault F3 is obvious, monitor and analysis of later deformation in this zone need to be strengthened.

Key words: diversion tunnel, nonlinear finite element method, displacement back analysis, excavation simulation

中图分类号: 

  • U 451
[1] 孙明社,马 涛,申志军,吴 旭,王梦恕,. 复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究[J]. , 2018, 39(S1): 437-445.
[2] 王少杰,吕爱钟,张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[3] 田茂霖,肖洪天,闫强刚,. Hoek-Brown准则岩体力学参数非线性位移反分析[J]. , 2017, 38(S1): 343-350.
[4] 安建永 ,项彦勇 ,贾永州,. 既有桩基荷载对邻近浅埋隧道开挖效应及支护内力影响的研究[J]. , 2014, 35(4): 926-932.
[5] 熊 堃 ,翁永红 ,胡中平 ,曹去修 , . 乌东德高拱坝极限抗震能力研究[J]. , 2013, 34(S2): 325-331.
[6] 袁文华. 人工冻土黏弹塑性本构参数反分析研究[J]. , 2013, 34(11): 3091-3095.
[7] 刘会波 ,肖 明 ,张志国 ,陈俊涛 . 考虑空间效应的地下洞室爆破开挖松动区参数场位移反分析[J]. , 2012, 33(7): 2133-2141.
[8] 汪 优 ,刘建华 ,王星华 ,蔡君君. 软土地层桥梁群桩基础桩土共同作用性状的非线性有限元分析[J]. , 2012, 33(3): 945-951.
[9] 肖铭钊,周承豪,程 芸,冯晓腊,杨俊梅. 有限元与改进单纯形法联合编程技术在位移反分析中的应用[J]. , 2011, 32(3): 899-904.
[10] 刘泉声,付建军. 考虑桩土效应的双排桩模型及参数研究[J]. , 2011, 32(2): 481-486.
[11] 苏国韶,张克实,吕海波. 位移反分析的粒子群优化-高斯过程协同优化方法[J]. , 2011, 32(2): 510-515.
[12] 陈林靖 ,戴自航 ,刘志伟. 考虑K0固结的软土基坑工程三维非线性有限元分析[J]. , 2011, 32(12): 3796-3804.
[13] 张勇慧,盛 谦,冷先伦,朱泽奇. 龙滩水电站左岸边坡二维位移反分析[J]. , 2010, 31(S2): 396-401.
[14] 焦 健,乔春生,徐干成. 开挖模拟在数值流形方法中的实现[J]. , 2010, 31(9): 2951-2957.
[15] 孙 钧,戚玉亮. 隧道围岩稳定性正算反演分析研究 ——以厦门海底隧道穿越风化深槽施工安全监控为例介绍[J]. , 2010, 31(8): 2353-2360.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 孙德安,陈 波. 重塑超固结上海软土力学特性及弹塑性模拟[J]. , 2010, 31(6): 1739 -1743 .
[2] 汪 洋,唐雄俊,谭显坤,王元汉. 云岭隧道底鼓机理分析[J]. , 2010, 31(8): 2530 -2534 .
[3] 刘争宏,廖燕宏,张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[4] 雷金波,陈从新. 基于双曲线模型的带帽刚性桩复合地基荷载传递机制研究[J]. , 2010, 31(11): 3385 -3391 .
[5] 王登科,刘 建,尹光志,韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[6] 胡 琦,凌道盛,陈云敏. 基于Melan解的水平基床系数分析方法及工程运用[J]. , 2009, 30(1): 33 -39 .
[7] 张成平,张顶立,骆建军,王梦恕,吴介普. 地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统[J]. , 2009, 30(6): 1861 -1866 .
[8] 唐世斌,唐春安,李连崇,张永彬. 湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[J]. , 2011, 32(S1): 697 -0703 .
[9] 席人双,陈从新,肖国锋,黄平路. 结构面对程潮铁矿东区地表及岩体移动变形的影响研究[J]. , 2011, 32(S2): 532 -538 .
[10] 何思明 ,张晓曦 ,王东坡 . 分层地基中抗拔桩破裂面的确定方法与极限抗拔承载力计算方法研究[J]. , 2012, 33(5): 1433 -1437 .