地下厂房洞室群围岩开挖过程数值模拟

《地下厂房洞室群围岩开挖过程数值模拟》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、建材世瓢2010年第3l巷第1期地下厂房洞室群囤岩开挖过程数值模拟彭涛，陈景涛，李新平(武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉430070)摘要：以莱水电站为背景，对地下厂房洞室施工开挖过程进行教值模拟计算，通过失型有限元软件ANSYS建立三维模型，然后将节点与单元信息转换出三维岩土工程数值分析软件FLAC3D能识别的节点与单元信息，最后导入三维FLAC3D进行分析。该文主要研究了在开挖过程中洞室群围岩的主要变形特征和开挖塑性区变化规律，所分析结果可以为相关测试工作以及施工过程中的支护提供参考。关键词：地下

2、厂房；开挖；数值模拟；塑性区；位移NumericalAnalysisofGroupsofUndergroundCavityPowerhouseDuringExcavationProcessPENGTao，CflENJin—tao，LIXin—ping(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，WuhanUniversityofTechnology，wullan430070，China)Abstract：Combinedwithahydropowerproject，si

3、mulationgroupsofundergroudcavitypowerhouseduringexcavationprocess．Establishingthemodelbylarge—scalefiniteelementsoftwareofANSYS。t11Ienexporttheinformationofn【)(1esanddements，whichthree—dimensionalgeotechnicalengineeringsimulationsoftwarecartidentify．Atlas

4、t。importedintotheFLAC3Dandanalysed．Itmainlyre论．archesdisplacementandplasticzoneofgroupsofundergroundcavitypowerhouseduringexcavationprocess，whichprovidesgoodreferenceforthecorrelativetestworkandsupportduringexcavationprocess．Keywords：undergroundpowe．rhous

5、e；excavation；numericalsimulation；plasticzone；displacement随着人类对地下空间的利用越来越普遍，人类对地下空间提出了更高的要求，地下工程的研究仍具有困难性、必要性与紧迫性，需要我们对地下空间的各种工程进行一定的研究。其中特别是复杂、特殊的巨型地下洞室群需要重点的研究H】，地下厂房的开挖改变了原来岩体的受力平衡状态，实际上就是对处于高应力状态的岩体进行人为的卸载和扰动，引起岩体内部应力重分布[2,3】，有可能使得原本稳定的围岩产生损伤、断裂、松动乃至于失

6、稳破坏。因此，对实际工程中的围岩的受力分析尤为必要。本文以某水电站地下厂房洞室为研究对象，对在开挖过程中洞室群围岩变形和塑性区变化规律进行分析，对于指导工程施工有一定的指导意义。1工程概况某水电站坝址位于四川省大渡河中游上段，引110水发电建筑物由电站进水口、4条压力管道、地下厂房、主变室、尾水调压室、2条尾水洞等组成。地下厂房系统采用主副厂房、主变室、尾水调压室三大洞室平行布置，主机间、副厂房和安装间按“一”字型布置，平行布置，轴线方向NE55。，安装问和副厂房分别布置在主机间的两端。，80鬻1秘、'9

7、8-6三"80障蘸笔一图1地下厂房洞室群施工开挖方案示意图地下厂房洞室群采用的开挖设计方案如图1所∞∞m如继继裟2010年第31卷第1期示，共分11步进行开挖，各层开挖标高见图1。2模型的建立1)分析方案在三维有限差分计算中，各类围岩均采用弹塑性Mohr．Coulomb模型。洞室开挖分11步进行，采取按高程开挖的方法(开挖高程见图1)，以X向侧压力系数为k：(垂直地下厂房轴线方向(SE35。))，Y向侧压力系数为k。(地下厂房轴线方向(NE55。))为基本分析参数，模拟初始地应力场，其中，上部岩体按自重应

8、力场模拟，X向与y向应力按侧压力系数进行施加。2)分析区域与坐标系坐标系：取厂房轴线的垂直方向为X轴，方向为SE35。，主厂房机组中心线为O点，即厂(纵)0+0．000；取厂房轴线方向为y轴，方向为NE55。，0号剖面端线为0点，即厂(横)0+0．000；竖直向上为Z轴。计算区域——X向：一800～400m；Y向：一700～300m；Z向：760m高程到地表面。模型区域共离散为820644个四面体单元和139330个节点，计算