本文關(guān)鍵詞：不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)對大型地下洞室群地震動穩(wěn)定性影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,我國在西南高山峽谷地區(qū)建設(shè)開發(fā)了多座大裝機容量的水電站,這些水利水電工程多選擇大型地下洞室群作為主要的水工構(gòu)筑物。這些洞室群具有大跨度、高邊墻、洞室縱橫交叉的特點,所處的地質(zhì)條件復(fù)雜,節(jié)理斷層等不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)育,設(shè)計地震烈度高,如遇強震這些大型地下洞室群有失穩(wěn)的可能。因而強震下大型地下洞室群的動態(tài)穩(wěn)定性是保障大型水利水電工程安全施工、運營的關(guān)鍵性科學(xué)問題。本文針對該科學(xué)問題,以白鶴灘水電站為工程依托,圍繞大型地下洞室群強震下的穩(wěn)定性,開展了層間錯動帶的巖土力學(xué)性質(zhì)、洞室群的設(shè)計尺寸等因素影響下的大型地下洞室群地震動態(tài)數(shù)值模擬分析,提出了大型地下洞室群地震動態(tài)穩(wěn)定性的快速評價方法,主要研究工作如下:(1)白鶴灘水電站大型地下洞室群賦存環(huán)境研究。在巖體力學(xué)參數(shù)方面:以室內(nèi)試驗、現(xiàn)場試驗和巖石力學(xué)相關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ),并結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于玄武巖巖體力學(xué)參數(shù)的研究成果,綜合分析了白鶴灘水電站地下廠房區(qū)域玄武巖巖體力學(xué)特性,給出了巖體的強度參數(shù)方法;在地應(yīng)力場方面:從中國大陸的地應(yīng)力場分布規(guī)律到川滇地區(qū)的地應(yīng)力分布特征,從白鶴灘工程場地的構(gòu)造運動到現(xiàn)場地應(yīng)力測試數(shù)據(jù),分析了白鶴灘地下廠房地區(qū)地應(yīng)力的形成過程,在此基礎(chǔ)上采用回歸分析方法擬合了大型地下洞室群區(qū)域的地應(yīng)力場,給出了地應(yīng)力與埋深關(guān)系的數(shù)學(xué)表達;在地震波選取方面:以白鶴灘水電站地震安評分析為依據(jù),以場地區(qū)域的地震地質(zhì)、地震強度、地震機制、場地巖土環(huán)境等因素為條件,選取了KOBE加速度時程和汶川大地震綿竹清臺站處的加速度時程兩條地震波時程記錄作為數(shù)值模擬的地震波輸入條件。(2)層間錯動帶對大型地下洞室群地震動態(tài)穩(wěn)定性的影響研究。針對層間錯動帶與洞室的位置關(guān)系、錯動帶的厚度、錯動帶的巖體強度,開展了大型地下洞室群地震動穩(wěn)定性影響分析,研究結(jié)果表明:層間錯動帶距洞室越近,洞室地震動穩(wěn)定性受層間錯動帶影響越大,當層間錯動與洞室間的距離超過1/3洞室跨度時,層間錯動帶對洞室動力穩(wěn)定性的影響可忽略;層間錯動帶厚度的增加使洞室圍巖地震后塑性區(qū)增加,地震后圍巖最大位移越靠近層間錯動帶,位移方向單側(cè)向洞室滑移逐漸向雙側(cè)向洞室內(nèi)滑移;層間錯動帶強度的降低,增大了洞室地震后塑性區(qū),使層間錯動帶與洞室圍巖間形成聯(lián)通的塑性區(qū),增大了洞室圍巖地震后的位移及關(guān)鍵點的相對變形。(3)大型地下洞室群空間布置地震動態(tài)穩(wěn)定性的影響研究。針對大型地下洞室群各洞室空間布置的不同方案,開展了有無層間錯動帶的地震動穩(wěn)定性分析,研究結(jié)果表明:無層間錯動帶的地下洞室群主變室與尾閘室安全間距約為1.1倍洞室特征長度,尾閘室與尾調(diào)室安全間距約為1.4倍洞室特征長度;穿越層間錯動帶的地下洞室群主變室與尾閘室安全間距約為1.4倍洞室特征長度,尾閘室與尾調(diào)室安全間距約為2.0倍洞室特征長度,層間錯動帶的存在增大了洞室群的安全洞室間距,降低了洞室群地震動穩(wěn)定性。(4)大型地下洞室群地震動態(tài)穩(wěn)定性快速判斷方法研究。以層間錯動帶和大型地下洞室群空間布置對洞室群地震動態(tài)穩(wěn)定性的影響研究成果為基礎(chǔ),提出了考慮層間錯動帶的位置、厚度、強度和洞室群空間布置等因素的大型地下洞室群地震動穩(wěn)定性的快速評價方法;采用該評價方法預(yù)測了白鶴灘水電站地下廠房某剖面的地震動態(tài)穩(wěn)定性及其可能發(fā)生破壞的區(qū)域,并與白鶴灘水電站地下廠房剖面的地震動態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比驗證,進一步驗證了本文提出的大型地下洞室群地震動態(tài)穩(wěn)定性快速評價方法的適用性。
【關(guān)鍵詞】：地下洞室群 地震動穩(wěn)定性 層間錯動帶 數(shù)值模擬 快速評價方法
【學(xué)位授予單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV312;TV221.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)特性和動態(tài)強度特征12
• 1.2.2 不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)和洞室間距對地下洞室圍巖穩(wěn)定性影響研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 地下洞室群圍巖動態(tài)穩(wěn)定性評價13-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及研究路線15-16
• 第二章 白鶴灘水電站右岸地下廠房工程區(qū)域地質(zhì)賦存環(huán)境16-31
• 2.1 地層巖性16
• 2.2 巖體結(jié)構(gòu)16
• 2.3 巖體力學(xué)特性與參數(shù)16-18
• 2.3.1 巖體力學(xué)特性及參數(shù)取值16-18
• 2.3.2 巖石動力試驗特性18
• 2.4 地應(yīng)力場18-26
• 2.4.1 白鶴灘區(qū)域地應(yīng)力地質(zhì)構(gòu)造成因分析19-21
• 2.4.2 右岸區(qū)域?qū)崪y地應(yīng)力場分析21-22
• 2.4.3 基于實測資料統(tǒng)計的工程區(qū)域地應(yīng)力場推演分析22-25
• 2.4.4 結(jié)論25-26
• 2.5 地震波的選取26-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 層間錯動帶對地下洞室圍巖地震動穩(wěn)定性的影響31-52
• 3.1 引言31
• 3.2 本構(gòu)模型31
• 3.3 巖體洞室計算模型31-33
• 3.4 層間錯動帶位置對地下洞室地震動穩(wěn)定性影響33-42
• 3.4.1 層間錯動帶位置對地震后洞室塑性區(qū)的影響33-35
• 3.4.2 層間錯動帶位置對地震后洞室圍巖位移影響35-36
• 3.4.3 地震后洞室圍巖關(guān)鍵點位移36-38
• 3.4.4 層間錯動帶位置對洞室圍巖關(guān)鍵點變形時程曲線影響分析38-42
• 3.5 層間錯動帶厚度對地下洞室圍巖地震動穩(wěn)定性影響42-46
• 3.5.1 層間錯動帶厚度對洞室地震后塑性區(qū)的影響42-43
• 3.5.2 層間錯動帶厚度對地震后洞室圍巖位移的影響43-44
• 3.5.3 地震后圍巖關(guān)鍵點相對位移44-46
• 3.6 層間錯動帶強度對地下洞室圍巖地震動穩(wěn)定性影響46-51
• 3.6.1 層間錯動帶強度對地下洞室圍巖地震后塑性區(qū)影響46-48
• 3.6.2 層間錯動帶強度對洞室圍巖地震后位移影響48-49
• 3.6.3 層間錯動帶強度對洞室群關(guān)鍵點相對位移的影響49-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第四章 層間錯動帶對地下洞室群洞室間距的影響分析52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 本構(gòu)模型52
• 4.3 巖體洞室群計算模型52-53
• 4.3.1 巖體洞室群計算的幾何模型52-53
• 4.3.2 巖體計算參數(shù)53
• 4.4 不含層間錯動帶洞室群間距選取范圍計算分析53-60
• 4.4.1 地震后不同洞室間距的洞室群圍巖塑性應(yīng)變區(qū)分析53-54
• 4.4.2 地震后洞室群圍巖位移分析54-57
• 4.4.3 地震后洞室群各關(guān)鍵點相對位移分析57-60
• 4.5 穿越層間錯動帶的地下洞室群不同洞室間距地震動穩(wěn)定性60-66
• 4.5.1 地震后不同洞室間距的洞室群圍巖塑性應(yīng)變區(qū)分析60-61
• 4.5.2 地震后不同洞室間距洞室群圍巖位移分析61-63
• 4.5.3 穿越層間錯動帶的地下洞室群關(guān)鍵點相對變形時程曲線分析63-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 白鶴灘水電站機組剖面穩(wěn)定性分析67-73
• 5.1 白鶴灘右岸地下廠房洞室群設(shè)計概述67-68
• 5.2 白鶴灘水電站地下廠房剖面穩(wěn)定性預(yù)測分析68-69
• 5.3 白鶴灘水電站地下廠房數(shù)值模擬結(jié)果分析69-72
• 5.3.1 白鶴灘水電站地下廠房數(shù)值模擬69-71
• 5.3.2 數(shù)值計算結(jié)果與初步預(yù)測對比分析71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 研究展望74-75
• 參考文獻75-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士期間的研究成果81

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)對大型地下洞室群地震動穩(wěn)定性影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：406250