干旱地区水电枢纽工程软岩边坡及隧洞围岩稳定研究

【摘要】：本文以处于塔里木盆地红层区域的骆驼脖子水电站工程边坡、库岸边坡和大山口二级水电站引水隧洞围岩为例,对于干旱地区水电枢纽工程软岩边坡及隧洞围岩的稳定性进行了研究,希望能够形成对干旱地区水电枢纽工程软岩边坡及隧洞设计与施工有一定指导意义的计算理论及方法,为其它类似工程提供参考。 本文主要内容如下所示： (1)对于干旱地区软岩的分布特点、力学参数及水岩作用机理进行了研究。软岩的软化系数低,水的存在对于软岩的力学参数至关重要。由于常年处于干燥状态,干旱地区软岩的力学性质与其它地区有显著不同。 (2)对于软岩工程边坡的研究主要是在现场勘查和试验的基础上,采用卸荷岩体力学理论和三维有限差分法,对位于新疆库车县渭干河上的骆驼脖子水电站右坝肩工程边坡在不同开挖、锚固方式情况下的稳定性进行了计算和分析,提出了软岩边坡可以突破常规地采用陡边坡开挖方法,减少开挖工程量,降低投资。具体做法是针对骆驼脖子水电站右坝肩工程边坡采用1：0.25坡度放坡,每级边坡高度20m的开挖及支护方案,大大减少了高陡边坡处理的工程量。 (3)以骆驼脖子水电站库岸边坡为例,对软岩库岸边坡进行了研究。在分析库岸水位对边坡内浸润线位置影响的基础上,采用二维有限元软件对现状及库水位变化情况下的库岸边坡稳定性进行了分析评价。在分析总结前人所做岩石物理力学参数试验研究成果的基础上,结合该工程的运行方式,对岸坡今后的工作性态和稳定性进行了预测,并提出了加固措施的建议。 (4)对于软岩隧洞围岩的稳定研究,以新疆大山口二级水电站处于软岩地层中的隧洞为例,采用卸荷岩体力学理论和三维有限差分法,计算参数取值则采用试验得出的天然状态下的岩体物理力学参数,计算、分析了该隧洞围岩在开挖、支护过程中的变形和应力分布特征,评价了围岩的稳定性,提出了分上下部开挖的施工方案,针对不同的围岩性质提出相应的支护建议。 (5)在对软岩工程边坡及隧洞围岩进行三维建模时采用VC++编写AutoCAD To ANSYS三维建模程序,在AutoCAD2007平台下实现了点、线、面和体的快速构建,由程序生成ANSYS命令流文件,从而大大缩短了ANSYS三维建模的周期,提高了建模效率。 【关键词】：干旱地区 水电枢纽 软岩 边坡 围岩 稳定分析
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TV223.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-32
• 1.1 研究背景、目的及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状及发展11-27
• 1.3 当前软岩边坡及隧洞围岩稳定研究存在的若干问题27-28
• 1.4 本文主要研究内容与技术路线28-30
• 1.5 本文的特色与创新之处30-31
• 1.6 小结31-32
• 第2章 软岩工程边坡稳定分析32-57
• 2.1 计算理论及分析方法32-38
• 2.2 边坡稳定分析算例38-55
• 2.3 小结55-57
• 第3章 软岩工程边坡加固措施效果分析57-73
• 3.1 引言57-59
• 3.2 算例分析59-72
• 3.3 小结72-73
• 第4章 软岩库岸边坡稳定分析73-111
• 4.1 计算理论及分析方法73-79
• 4.2 算例79-109
• 4.3 小结109-111
• 第5章 软岩库岸边坡演变预测及治理措施111-127
• 5.1 引言111-112
• 5.2 库岸边坡的演变预测112-125
• 5.3 库岸边坡的支护措施研究125-126
• 5.4 小结126-127
• 第6章 软岩隧洞围岩稳定分析127-159
• 6.1 引言127
• 6.2 算例分析127-157
• 6.3 小结157-159
• 第7章 软岩隧洞围岩加固措施效果分析159-176
• 7.1 引言159-161
• 7.2 算例分析161-174
• 7.3 小结174-176
• 第8章 结论和今后的研究方向176-179
• 8.1 结论176-177
• 8.2 今后研究方向177-179
• 参考文献179-187
• 致谢187-188
• 个人简历188

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