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长期以来,工程区的地应力场特征和地下工程围岩稳定性分析一直是工程学界和学术界研究的重要课题。随着资源开发、水利、交通和地下核工业试验等与地下工程密切相关事业的飞跃发展,工程技术水平的不断提高,地下工程的空间与数量在日益增多,规模也越来越大,部分世纪性的大型或特大型地下工程相继建设,使得21世纪成为人类开发和利用地下空间的世纪。人们出于对地下工程建设的安全性和经济因素的考虑,需要对围岩的稳定性进行分析分析。
本文主要工作内容:(1)研究了一个以FLAC3D软件为计算核心,以TECPLOT软件作为后处理工具的地下结构数值模拟计算技术,该技术充分结合了FLAC3D软件强大的计算功能、较好地模拟材料力学行为的长处以及TECPLOT软件的强大绘图显示的功能,通过自编的程序接口,调用TECPLOT软件的绘图功能,成功的绘制出了等值线图,本文开发的程序不仅可以是常规的应力,应变,位移等变量,而且对于自定义变量,例如本文前文所述的水平应力与垂直应力的比值,的比值。(2)在糯扎渡水电站地下厂房地应力场回归计算分析中,用逐步回归分析计算法并结合有限差分法来选定地应力场待回归因素与构造应力场的模拟方式,并引入剪切构造作用,得到较为合理的工程区域地应力场,揭示了糯扎渡水电站地下厂房地应力场的基本特征。(3)对糯扎渡水电站地下厂房稳定性进行数值模拟,初步评价了其稳定性及加固效果。
本文的特色在于:(1)针对糯扎渡水电站地质地形条件,建模时充分考虑了区域内的断层分布特性,客观的反映了工程的实际情况;(2)在地应力场回归分析中,对构造应力场的模拟方法作了探讨与新的尝试,引入剪应力位移模拟地质构造作用,讨论了岩体自重在初始应力场中的权重问题;(3)在三维非线性仿真计算中,研究模拟了分级开挖中应力场、位移场及破坏信息分布特性;(4)通过综合分析论证,评价了加固处理的作用效果。