某电站地下厂房硐室群分阶段开挖数值模拟.pdf

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1、第36卷第2期人民黄河Vo1．36．NO．22014年2月YELLOWRIVERFeb．．2O14【水利水电工程】某电站地下厂房硐室群分阶段开挖数值模拟黄辉，任光明，车立国(1．成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059；2．中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川成都610000)摘要：根据某电站地下厂房工程地质条件和开挖设计方案，采用ANSYS有限元软件进行三维地质建模，并以地应力实测结果为参照反演分析初始地应力场，在此基础上进行地下硐室群分阶段开挖数值模拟计算，进而分析硐室群开挖过程中分步开挖对围岩应力场、位移场和

2、塑性破坏特征的影响。结果表明：受硐室集中开挖影响，最大主应力的高值出现在地下硐室群开挖集中部位，硐室拐角处也易出现应力集中；岩体开挖后围岩卸荷回弹，围岩最小主应力局部呈减小趋势；地下硐室围岩位移的高值与最大主应力高值部位基本重合，主厂房和主变洞开挖跨度大，在边墙中部可能出现较大的位移值，硐室底板围岩同样可能因卸荷回弹而出现较大的位移值。关键词：分阶段开挖；数值模拟；应力；位移；地下厂房硐室群中图分类号：TV731．6文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2014．02．045NumericalSimulationoft

3、heExcavationProcessofaPumpedStoragePowerStation’SUndergroundPowerhouseHUANGHui，RENGuang—ming，CHELi—guo(1．StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059，China；2．ChinaSouthwestGeotechnicalInvestigation＆DesignInstitute

4、Co．1ad，Chengdu610000，China)Abstract：Basedontheengineeringgeologicalconditionsandexcavationdesignoftheundergroundpowerhouseintheprojeet，3DfiniteelementsoftwareANSYSwasappliedtothemodelandFLAC一3Dwasappliedtosimulateontheexcavationprocessofundergroundpowerhouse．Thedistil—butionchar

5、acterofthestressfield，displacementfieldandplasticzoneintheexcavationprocesswerestudiedbasedonthefittedinversionofthreedimensionalinitialinsitustressfields．Theresultshowsthatthehighvalueofthemaximummainstressappearsintheexcavationconcentrationofundergroundcaverngroupandthehighval

6、ueofmaximummainstressbaseovedapwiththehighvalueofdisplacement．Thecavernfloor’Srockmassmayappearhighvalueofdisplacementduetounloading．Keywords：excavationprocess；numericalsimulation；fieldofstress；strainfield；undergroundpowerhouse深埋工程三维数值模拟建模，通常在硐室群周围用正方体轮发电机组。电站地下硐室主要由相隔42nl平行布置的主

7、厂的外轮廓做边界计算上部山体自重。但山体起伏较大，往往只房、主变洞组成，此外还有垂直于主厂房布置，连接主厂房与主能用近似的方法换算出白重应力，这就使得计算条件与实际工变洞的5条母线洞，以及2条引水隧洞和4条尾水隧洞。地下程情况有所出入。笔者在某电站地下厂房硐室群开挖数值模硐室群深埋在河流右岸山体中，硐室群上覆岩体厚度为240～拟时，采用三维建模软件按照实际地形地貌模拟上覆山体，免270in，水平埋深为340in。地下硐室围岩类型以二类为主，无去换算成自重应力的过程，从而使计算结果更加准确合理。然三级以上大结构面。后通过与地应力测试点应力值拟合，完成构造

8、应力的准确加1．2地质条件与设计概况载，并在此基础上进行计算，从而保证计算结果的准确性。该地下