水电站调压井围岩参数反分析与开挖稳定性仿真分析

《水电站调压井围岩参数反分析与开挖稳定性仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、叫川人学硕lj学位论文neuralnetworkback—analysismethodandfinite—elementmethod，usedinthelarge-scaleundergroundprojectstructureanalysisthathascalculatingamountfewhighinprecision，withhi【ghefficiencycharacteristics．Socalculationmodelinthispaperputforwardcanuseforundergroundde

2、signofprojectthatsimilartoandoftheconstruction．KeyWolds：surgeshaft；artificialneuralnetwork；backanalysis；thecountryrockstabilityanalysis；州川大学颇}’学位论文绪论在水电站的长有压引水系统中，为了减少引水系统或尾水系统中的水击压力，改善机组的运行条件，提高机组效率，常常设置有调压室。建于地面者称为调压塔，地下开挖而形成的称为调压井，因而调压井是一种典型的地下工程。地下工程通常包括在地下

3、开挖的各种隧道与洞室。铁路、公路、矿山、水电、国防、城市地铁及城市建设等许多领域，都有大量的地下工程。随着科学技术及工业的发展，地下工程将会有更为广泛的应用前景。科学预测指出21世纪将是地下工程的世纪。地下结构不同于地面结构，分析和研究地下结构的安全性和稳定性不仅与结构本身有关，还与周围的环境一工程地质条件(自然岩体)及施工过程密切相关，即围岩的稳定性极大地影响地下结构的安全。因此正确的稳定性分析是设计和安全施工的保证。由于自然岩体本身的复杂性，实际岩石工程稳定性的影响因素非常复杂。虽然现在岩石力学中已经出现了大量的

4、分析岩石工程稳定性的方法。但无论采用理论分析方法(即根据修建洞室所经历的力学过程建立数学和力学模型然后对模型进行分析计算，并按计算结果预测将来可能发生的现象，作相应的设计和施工决策)，还是采用以围岩分级为基础的经验方法，从目前发展水平来看，都不可能得到非常可靠的结论。其原因有：围岩性质太复杂，而且变化很大，现在尚无法将如此复杂的围岩性质考虑得十分周全，并且在施工前，甚至在麓工中都很难彻底地将围岩的性质搞清楚：人为的因素如开挖和支护方法，对围岩性质影响很大，事先又无法估计。所有这些都将严重影响我们所做的设计和施工决策的

5、可靠性。于是人们开始注意与待定地质材料参数有关的原型观测资料来确定这些未知数，即在模型结构已知的特形下，根据能够量测出来的输入和输出，来决定模型中的某些或全部参数，这就是所谓的材料参数反演分析．它是反分析的一类。反分析也称为反问题，是正分析的～种逆过程，在正分析的基础上发展起来的。国内外许多学者在这方面进行了研究(比如有的学者提出了考虑围岩松动圈的影响)。但很少有人考虑现场地形的影响，一般都是在假设地面是水平的条水IU站i

6、jj掩』I：Ⅲ岩参数反分析及开挖稳定忡仿真分析件下，对结构进行研究，本文通过建立精确的三维有限

7、元模型来考虑地形的影响，具有～定的实际意义。1．1地下结构的研究与进展【1112l[3l

8、4][sl1．1．1地下结构计算理论的发展与现状地下工程所处的环境条件与地面工程是全然不同的，早期的地下工程建设都是沿用适用于地面工程的理论和方法来指导地下工程的设计与施工，因而常常不能正确地阐明地下工程中出现的各种力学现象和过程。经过较长时间的实践，人们才‘逐步认识到地下结构受力、变形的特点，并形成以考虑地层对结构变形约束为特点的地下结构计算理论和方法。地下工程支护结构理论的发展至今已有百余年的历史，它与岩土力学的发展有着密切

9、关系。士力学的发展促使着松散地层围岩稳定和围岩压力理论的发展，而岩石力学的发展促使围岩压力和地下工程支护结构理论的进一步飞跃。随着新奥法施工技术的出现以及岩土力学、测试仪器、计算机技术和数值分析方法的发展，地下工程支护结构理论正在逐渐成为一门完善的学科。地下工程支护结构理论的一个重要问题是如何确定作用在地下结构上的荷载及如何考虑围岩的承载能力，其发展可分为3个阶段。1)刚性结构阶段19世纪的地下建筑物大都是在以砖石材料砌筑的拱形结构，这类建筑材料的抗拉强度很低，而且结构物中存在有较多的接触缝，容易产生断裂。为了维护结

10、构的稳定，当时的地下结构截面都拟定得很大，结构受力后产生的弹性变形较小，因而最先出现的计算理论是将地下结构视为刚性结构的压力线理论。压力线理论认为，地下结构是由一些刚性块组成的拱形结构，所受的主动荷载是地层压力，当地下结构处于极限平衡状态时，它是由绝对刚体组成的三铰拱静定体系，铰的位置分别假设在墙底和拱顶，其内力可按静力学原理进行计算。这种理论