基于原位监测的大型硐室群锚固参数优化及支护效果研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于原位监测的大型硐室群锚固参数优化及支护效果研究硕士研究生：徐哲学号：1120109164导师：黄醒春教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：船舶海洋与建筑工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSTUDYONANCHORAGEPARAMETEROPTIMIZATIONANDSUPPORTINGEFFECTBASEDONIN-SITUM

2、ONITORINGCandidate：XuZheStudentID:1120109164Supervisor：Prof.HuangXingchunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringSchoolofNavalArchitecture,Affiliation：OceanandCivilEngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Inst

3、itution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文基于原位监测的大型硐室群锚固参数优化及支护效果研究摘要水电站地下厂房硐室群开挖过程中会发生许多围岩局部或整体失稳的事故，最直接的原因就是开挖过程中支护措施不当或者支护力度不够。研究地下硐室群支护系统，优化支护结构的锚固参数，既能为实际工程中地下硐室群开挖支护系统的选用提供一定的指导，也能增强支护系统的支护效果，对工程事故的防范有着切实的意义。然而，目前在支护系统及其锚固参数的优化研究方面，未见实际成果。本文以成都长河坝水电站地下厂房开挖

4、工程为依托，通过资料调研、反演计算和数值模拟的方法研究了地下硐室开挖过程中锚固参数的优化及支护效果。本文的创新之处在于系统的研究了锚索与锚杆的锚固参数变化对支护体系自身及其所支护的围岩的变形受力情况的影响，并以此为依据进行参数的优化选取。研究内容归纳如下：（1）建立长河坝水电站的二维平面应变模型，通过原位监测数据的分析与合理选取，结合反演优化算法进行反演计算，得到了各典型开挖步段围岩的等效力学参数。（2）利用反演所得力学参数，对硐室群开挖支护系统中锚索预应力和锚杆尺寸参数进行优化分析，并研究锚固参数优化后的支护效果，I上海交通

5、大学硕士学位论文发现优化后的支护系统能有效降低围岩的变形。（3）基于反演所得岩体力学参数和支护系统锚固参数优化结果，建立长河坝水电站的三维数值仿真模型，模拟硐室典型步段开挖和支护的全过程，分析评价支护系统的支护效果。结果表明，总体的支护效果较为良好，但对各硐室的交叉部位需进行支护措施强化。关键词：大型地下硐室群，支护系统，锚固参数优化，原位监测，数值模拟II上海交通大学硕士学位论文STUDYONANCHORAGEPARAMETEROPTIMIZATIONANDSUPPORTINGEFFECTBASEDONIN-SITUMONI

6、TORINGABSTRACTTherearemanyinstabilityaccidentsinlarge-scaledundergroundhydropowerstationproject,andthemostlydirectreasonisthatthesupportingmeasuresareimproperorinadequate.Therefore,thestudyofthesupportingsystemofundergroundcavernsandtheoptimizationoftheanchoragepara

7、meterscannotonlyprovidesomeproposalforundergroundcavernexcavationproject,butalsoenhancethesupportingeffect,whichissignificantlymeaningfultothepreventionofengineeringaccidents.However,therearefewactualoutcomesinthestudyofsupportingsystemandtheoptimizationofitsanchora

8、geparameters.RelyingontheprojectofundergroundpowerhouseexcavationofChanghebainChendu,andthroughmonitoringdataresearch,backanalysisandnumer