分析水电站地下厂房对洞室围岩地震反应的影响

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1、j奄吊J朋小／J仅吧水电玷地下厂房对洞室囤岩地震反应的景乏晌张运良，郭放(大连理工大学建设工程学部水利工程学院，辽宁大连116024)摘要：结合某抽水蓄能电站地下厂房工程，建立全机组段地下厂房与洞室群的耦合地震反应时域数值仿真模型，考虑初始地应力、分部开挖与柔性支护以及岩体的材料弹塑性，分析了厂房混凝土结构的存在对洞室围岩的地震位移、速度、加速度、塑性区等反应特征的影响。结果表明，厂房混凝土结构与围岩的相互作用对洞室围岩的地震反应影响不大，对围岩塑性区的发展起到了一定的约束作用，有利于洞室的安全。关键词：地下洞室；厂房；地震分析；动力；仿真Influence

2、sofUndergroundPowerhouseonSeismicResponsesofSurroundingRockofCavernZhangYunliang，GuoFang(SchoolofHydraulicEngineering，FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnologyDalianl16024Liaoning,China)Abstract：Anumericalsimulationmodelforanalyzingtheseismicresponsesofundergr

3、oundcavernsandpowerhouseintimedomainisfirstlyestablishedbasedonapumped-storagepowerstationproject．Bytakingintoaccountoftheinitialgroundstress，stepexcavation，flexiblesupportandthenonlinearityofrockmassmaterialinmodel，theinfluencesofpowerhouseconcretestructure0nthedisplacement，veloci

4、ty，accelerationandplasticzoneofundergroundcavernunderearthquakeareanalyzed．Theresultsshowthattheinfluenceofpowerhouse-rockmassinteractiononseismicresponsesofsurroundingrockmassissmall，andtheexistenceofpowerhouseconcretestructuremayeffectivelyrestrainthedevelopmentofplasticzoneofsur

5、oundingrockmasswhichisadvantageoustothesafetyofpowerhousecavern．KeyWords：undergroundcavern；powerhouse；seismicanalysis；dynamic；simulation’中图分类号：TV321；TV745文献标识码：A文章编号：0559—9342(2012)12—0025—03杆及锚索支护、岩体材料非线性等因素，考察与比O引言较厂房结构的存在对洞室围岩的地震位移、速度、近年来．关于大型水电站地下厂房洞室群的抗加速度、塑性区等反应特征的影响，以期为更深入震问

6、题的研究取得了不少成果】。然而，这些研究了解与评价洞周围岩的地震反应特点及稳定性提供仅以地下洞室及周边围岩为研究对象，至今尚未考参考。虑内部厂房混凝土结构的存在产生的影响。在水电1算例概况及计算参数站长期服役运行期间，厂房结构与洞室围岩系统一起受到强震作用的概率要更大。由于地震时厂房下本文模拟某抽水蓄能电站了1～4号主厂房结构部大体积混凝土结构与围岩浇筑在一起，地震发生时它们的相互作用以及厂房结构的地震惯性力有可收稿13期：2012—07—05能对洞室围岩周边的地震动场及地震反应产生重要基金项目：中国水利水电科学研究院开放基金(IWHRO2009019)；影

7、响。鉴于此，本文以某抽水蓄能电站地下厂房为国家自然科学青年基金(50809013)例，建立包括全机组段厂房与洞室群围岩的大型三作者简介：张运良(1973一)，男，安徽毫州人，副教授，博维数值仿真模型，考虑初始地应力、分部开挖与锚士，主要从事水电站和核电站建筑物结构分析与安全评价．W(rterPowerVo1．38No．12圃(包括各层梁板柱、风罩、机墩、蜗壳及尾水管外围大体积混凝土等主要结构)、4条引水洞、4条尾水洞及2个调压室，模型网格剖分见冈1；地表根据实际地形资料建模。主厂房洞室开挖尺寸为156．6mx21．5mx46．17m(长X宽×高)，垂直埋深约

8、105～150m模型沿主厂房洞室轴向总长717121