大岗山水电站右岸边坡抗剪洞岩—洞相互作用研究

发布时间：2017-09-24 22:19

  本文关键词：大岗山水电站右岸边坡抗剪洞岩—洞相互作用研究

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【摘要】：随着我国经济的快速发展,大规模工程建设的进行以及西部大开发战略的实施,高山峡谷区的一系列重大工程涉及到大量高陡岩质边坡的变形稳定问题。尤其是在我国西部地区,边坡地质构造复杂,在人工开挖卸荷及一系列的工程扰动作用下,其稳定性都进一步劣化。因此,高陡边坡在开挖卸荷后的稳定性分析及合理有效加固措施的选取等方面的研究迫在眉睫。本文围绕高陡岩质边坡开挖卸荷作用下其稳定性分析及加固这个关键的科学问题,以地质条件复杂的大岗山右岸边坡为研究对象,根据微震监测结果,结合现场地质勘查资料,确定边坡大型控制结构面。然后根据工程实际,选取抗剪洞加固措施。运用数值模拟,通过计算分析岩-洞两体相互作用,选取合理的抗剪洞截面形式以及经济合理的浇筑抗剪洞的混凝土材料。同时建立三维边坡数值模型,将现场微震监测所得数据结果与数值模拟相结合,分析边坡的稳定性问题及加固效果。验证了抗剪洞加固的良好效果,对类似边坡的稳定性分析及加固提供了些许参考。论文主要研究结论如下：(1)抗剪洞常见截面形式多为方形、圆形、城门洞形,但何种形式最为理想,或者从力学的角度分析最为合理,一致没有定论。本文通过数值模拟计算确定了受力最为合理的城门洞型截面的抗剪洞。(2)通过数值模拟计算结果,对岩-洞两体相互作用进行分析,并且结合工程经济相关理论,笔者确定了最经济合理的抗剪洞材料参数的选取,最终选择的混凝土标号与实际工程中采用的混凝土标号一致。(3)通过微震监测数据有效地圈定了由卸荷裂隙带XL-315和断层f231组成的大型软弱结构面。建立的三维边坡模型进行数值模拟,分析边坡在抗剪洞加固前后其应力、位移、变形及安全系数等的变化,并与微震监测的数据进行比对分析,发现加固前开挖卸荷导致边坡沿整个软弱结构面出现了较为明显的滑移趋势,加固之后滑移得到明显抑制。同时加固之后在抗剪洞附近出现了明显的应力集中。微震监测视在变形区揭示抗剪洞处岩体变形相较周围明显偏大。加固之前边坡安全系数为1.27,加固之后则变为1.73,较加固之前提高了36.2%。微震监测与数值模拟相互验证,充分说明抗剪洞加固取得了良好的效果。
【关键词】：岩质边坡 软弱结构面 抗剪洞 微震监测 数值模拟
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 引言9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 边坡加固方法研究11-12
• 1.2.2 边坡的稳定性监测研究12
• 1.2.3 微震监测技术12-13
• 1.3 存在的问题与本文主要研究工作13-16
• 1.3.1 研究现状评述13-14
• 1.3.2 本文研究思路及拟研究内容14-16
• 2 大岗山右岸边坡工程地质条件16-19
• 2.1 地形地貌16
• 2.2 地层岩性16-17
• 2.3 地质构造17-19
• 3 抗剪洞结构形式选取的数值模拟分析19-30
• 3.1 引言19
• 3.2 RFPA2D的基本原理19-21
• 3.3 抗剪洞截面形式的选取21-29
• 3.3.1 常见抗剪洞截面形式21
• 3.3.2 不同截面形式的数值模拟结果分析21-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 抗剪洞加固后岩-洞两体的相互作用分析30-35
• 4.1 引言30
• 4.2 岩-洞两体的相互作用分析30-34
• 4.3 本章小结34-35
• 5 大岗山右岸边坡开挖条件下的微震监测与数值模拟对比分析35-56
• 5.1 引言35
• 5.2 微震监测系统的构建35-37
• 5.3 抗剪洞加固区微震活动时空分布规律研究37-40
• 5.4 边坡开挖的三维承载力分析40-46
• 5.5 抗剪洞区域岩体变形分析46-49
• 5.5.1 定量微震学原理46-47
• 5.5.2 微震视在变形区47-49
• 5.6 边坡潜在滑面及安全系数分析49-55
• 5.6.1 强度折减法基本原理49-50
• 5.6.2 边坡安全系数及位移50-55
• 5.7 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63

【参考文献】

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本文编号：913787