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大型地下厂房洞室群施工期动态反馈优化设计策略

收藏本文 2024-04-17 点赞:6664 浏览:19699 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:一大批大型水电工程的兴建,地下厂房洞室群作为的水工建筑物,其建设难度大大超出一般的地下工程,由围岩失稳导致的工程事故时有发生,大型地下洞室群施工期稳定性分析与控制已经亟待解决的研究课题。面向重大水电工程建设的,开展了大型地下厂房洞室群施工期动态反馈优化设计方法的研究,建立了由参数动态反演、围岩破坏模式识别与动态调控、厂房分层开挖整体稳定性动态评价等组成的科学、实用的施工期动态反馈优化设计流程,研究和总结了各的方法和技术问题。将该研究成果应用于锦屏二级水电站大型地下厂房洞室群的开挖,了理想的效果。归纳,主要开展了如下研究工作:1.吸收现有地下工程动态设计方法的优点,融合岩石力学理论与数值计算方法、围岩支护技术、围岩监控与测试方法、反馈分析理论与方法、系统科学及工程优化方法等理论与技术的最新进展,地下厂房洞室群的特点,建立了大型地下厂房洞室群施工期实时、动态、闭环反馈优化设计流程。2.广泛应用的岩体力学参数智能优化反演方法,系统研究了地下厂房施工期参数分期动态反演各涉及的原则、方法和技术问题,包括监测方案设计原则和要点、监测数据和待反演参数选取原则、计算数据提取格式及三维计算参数的反演技术等,保证了参数反演结果的可靠性和效率。3.开展不同岩性的完整试样和含结构面试样在模拟工程开挖卸荷和支护应力路径下的真三轴试验,在总结现有地下工程围岩破坏模式分类、分析方法和控制措施的基础上,国内外首次深入、系统、多角度地研究了大型地下厂房洞室群的围岩局部破坏问题,包括破坏模式分类、破坏机理、发生条件、发生部位、分析方法和控制措施等,并了施工期围岩局部破坏动态调控方法。该研究成果是动态反馈优化设计方法的和体现工程实用性的特色所在,可为现场科研和设计人员全面而又便利的参考。4.考虑到智能优化反演方法的等效岩体力学参数综合反映了开挖中地质条件变化、各类监测和测试信息及开挖、支护施工,在参数动态反演的基础上引入模糊综合评价方法对各监测断面和厂房整体的稳定性动态评价,方法综合考虑了围岩劣化、破坏机制及施工期各种不确定因素影响,为施工期系统设计优化科学的依据。5.建立的大型地下厂房洞室群动态反馈优化设计方法成功应用于锦屏二级水电站,以地下厂房洞室群期开挖为例,演示了一个完整的施工期动态反馈优化设计循环。全部开挖的动态设计成果的总结,方法不仅实用、可操作性强,较好地把握和控制开挖中围岩的力学与稳定性,可为其他同类工程所借鉴。关键词:动态反馈论文优化设计方法论文地下洞室群论文参数动态反演论文围岩破坏模式论文整体稳定性评价论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-11

    章 绪论11-24

    1.1 选题依据和研究11-13

    1.2 国内外研究现状13-21

    1.2.1 地下厂房洞室群施工期动态反馈优化设计方法研究现状13-16

    1.2.2 地下厂房参数动态反演研究现状16-17

    1.2.3 地下洞室群围岩破坏模式分类与控制方法研究现状17-19

    1.2.4 地下厂房整体稳定性评价研究现状19-21

    1.3 有待研究的问题21-22

    1.4 思路和研究内容22-24

    章 地下厂房洞室群施工期动态反馈优化设计方法24-37

    2.1 引言24-25

    2.2 地下工程动态反馈优化设计的要点25-33

    2.3 地下厂房洞室群施工期动态反馈优化设计流程33-36

    2.4 小结36-37

    章 地下洞室群围岩力学参数动态反演方法37-60

    3.1 引言37-38

    3.2 参数动态反演的思想和流程38-42

    3.2.1 优化反演计算中本构模型的选用和初始地应力的38-40

    3.2.2 厂房分层开挖中参数动态反演的思想和流程40-42

    3.3 参数动态反演涉及的原则、方法和技术问题42-59

    3.3.1 监测内容与布置原则42-44

    3.3.2 待反演参数确定原则44-46

    3.3.3 监测数据选取原则46-53

    3.3.4 不同计算方法下的计算数据提取格式53-58

    3.3.5 三维计算中的参数反演方法58-59

    3.4 小结59-60

    章 地下洞室群围岩破坏模式与动态调控方法60-95

    4.1 引言60-62

    4.2 大型地下厂房洞室群围岩破坏模式分类与控制措施62-93

    4.2.1 "开挖卸荷"与"支护"应力路径下岩石破坏的真三轴试验研究62-73

    4.2.2 地下工程岩体常见破坏模式分类及其分析方法与控制措施73-85

    4.2.3 大型地下厂房洞室群围岩破坏模式分类85-87

    4.2.4 大型地下厂房洞室群围岩局部破坏问题的分析与控制指南87-93

    4.3 施工期围岩局部破坏问题的动态调控流程93-94

    4.4 小结94-95

    第五章 厂房分层开挖整体稳定性模糊综合评价方法95-101

    5.1 引言95

    5.2 等效岩体力学参数劣化思想和多级模糊综合评价方法95-97

    5.2.1 等效岩体力学参数劣化思想95-96

    5.2.2 多级模糊综合评价方法96-97

    5.3 大型地下厂房洞群分步开挖整体稳定性模糊综合评价方法97-100

    5.4 小结100-101

    第六章 工程应用101-146

    6.1 引言101

    6.2 锦屏二级水电站动态反馈优化设计概述101-109

    6.2.1 工程概况101-106

    6.2.2 动态反馈优化设计概述106-109

    6.3 实例——期开挖动态反馈优化设计全109-138

    6.3.1 期开挖完成后围岩力学预测和设计方案总结110-113

    6.3.2 期开挖完成后基本模型、参数及围岩力学复核113-119

    6.3.3 期开挖中局部失稳问题动态调控——以f65断层影响带围岩破坏问题动态调控为例119-121

    6.3.4 期开挖完成后围岩稳定性评价121-133

    6.3.5 期开挖稳定性预测、设计优化及变形管理等级的制定133-138

    6.4 开挖全动态反馈优化设计成果总结138-142

    6.5 小结142-146

    第七章 与展望146-149

    7.1 主要146-147

    7.2 展望147-149

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