复杂地质条件下支护方式对调压井施工期围岩稳定的影响研究

《复杂地质条件下支护方式对调压井施工期围岩稳定的影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号UDC密级学号1108520981专业学位论文复杂地质条件下支护方式对调压井施工期围岩稳定的影响研究张元娟工程领域：水利工程指导教师：王瑞骏教授薛杰军高工申请日期：2014年3月摘要论文题目：复杂地质条件下支护方式对调压井施工期围岩稳定的影响研究工程领域：水利工程研究生：张元娟签名：指导教师：王瑞骏教授签名：薛杰军高工签名：摘要随着水电工程建设的不断发展，越来越多有压引水式水电站的调压井工程不得不面对围岩破碎、结构复杂、物理力学指标较差等复杂地质条件。工程经验证明，施工期的围岩稳定性是影响

2、这些电站调压井能否安全可靠地施工及运行的一个重要因素。众所周知，施工期调压井的围岩稳定性与围岩支护方式密切相关，因此，以复杂地质条件下的大尺寸调压井为背景，研究支护方式对围岩稳定性的影响规律，从而为优化选择合理的支护方式提供依据，具有重要的工程实践意义。本文首先结合已建的部分工程实例，了解影响围岩稳定性的因素。其次，对围岩稳定分析理论问题进行了系统分析，并提出ANSYS有限元软件对围岩稳定分析相关问题的实现方法；最后，针对复杂地质情况下的大尺寸调压井，结合福堂水电站调压井工程实例，拟定无任何支护

3、措施、未灌浆加2m厚混凝土衬砌，超前固结灌浆未支护，灌浆后加不同厚度混凝土衬砌，灌浆后采用不同锚杆支护参数的复合式衬砌方案，采用理想弹塑性材料本构关系及D-P屈服准则建立三维有限元模型，研究调压井施工期围岩的稳定性。分析各方案下分步开挖过程对围岩稳定性的影响，了解围岩应力变形分布特征、塑性区发展状况。分析计算结果表明，对于地质条件复杂、规模较大的调压井工程，施工过程中单纯的支护不足以维持围岩的稳定，需采用灌浆手段有效的控制围岩的变形量与塑性区发展范围，减小对支护的要求。超前固结灌浆处理后，考虑无

4、支护措施，混凝土衬砌与复合式衬砌多种方案，发现不同支护方案下围岩应力变形分布规律一致，但集中程度不同。无任何支护措施方案围岩变形及塑性应变最大，采取支护后，围岩应力变形减小，塑性区不发育，围岩的稳定性得到保证。混凝土衬砌方案下，加大衬砌厚度，围岩的变形更缓慢，应力分布更均匀。复合式衬砌与混凝土衬砌方案相比，前者喷锚提高了围岩凝聚力，更有利于围岩的稳定性。在此基础上，提出围岩支护设计建议方案，以期对类似工程有一定借鉴作用。关键词：调压井；复杂地质条件；支护方案；有限元法；围岩稳定性i西安理工大学工

5、程硕士学位论文ii摘要Title:THESTUDYOFTHEIMPACTOFSURROUNDINGROCKSTABILITYWITHSUPPORTPATTERNSDURINGSURGESHAFTCONTRUCTINGUNDERCOMPLEXGEOLOGYTIONMajor：HydraulicEngineeringName：YuanjuanZhangSignature:Supervisor：Prof.WANGRuijunSignature:SeniorengineerXUEJiejunSignat

6、ure:AbstractWiththecontinuousdevelopmentofhydropowerprojectconstruction,moreandmoresurgeshaftwithpressurediversiontypehydropowerprojecthadtofacetherockcrusher,complexstructure,poorphysicalandmechanicalpropertiesofcomplexgeologicalconditions.Engineeri

7、ngexperiencehasshownthattheconstructionofsurroundingrockstabilityisanimportantfactorinthesurgeshaftwhichconstructandoperatesafelyandreliably.Asweallknow,surroundingrockstabilityiscloselyrelatedtothesurgeshaftunderconstruction,therefore,tothelargesize

8、ofsurgeshaftundercomplicatedgeologicalconditionsofbackground,researchsupportinghowaffectthestabilityofsurroundingrock,soastoprovideareasonablebasisfortheselectionandoptimizationsupportmethod,andtheresearchhasimportantpracticalsignificancetotheproject