高地應(yīng)力峽谷高拱壩壩基開挖擾動效應(yīng)與反弧開挖形式優(yōu)化研究.pdf

1、本論文圍繞高地應(yīng)力地區(qū)峽谷高壩壩基開挖擾動效應(yīng)與河床壩基反弧形開挖形式優(yōu)化問題，以拉西瓦高拱壩壩基開挖設(shè)計為應(yīng)用背景，就高地應(yīng)力峽谷區(qū)復(fù)雜地應(yīng)力場的非線性反演方法、壩基開挖擾動與錨固支護效應(yīng)、壩基反弧形開挖形式設(shè)計優(yōu)化以及壩基巖體工程力學(xué)性狀等方面開展了系統(tǒng)研究，并將研究成果應(yīng)用于工程設(shè)計方案。主要內(nèi)容包括：(1)在對目前幾種典型地應(yīng)力反演方法進行綜合分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)“反演正算”原理，基于地應(yīng)力實測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和確定性數(shù)值計算方法，

2、考慮地應(yīng)力隨埋深的非線性分布特征和巖體非線性力學(xué)特性，通過綜合集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能和遺傳算法的全局尋優(yōu)能力，首先研究并提出了一種高地應(yīng)力峽谷區(qū)復(fù)雜地應(yīng)力場的非線性反演方法；進而以實測資料為依托，開展了拉西瓦工程地應(yīng)力場的非線性反演，分析了高地應(yīng)力峽谷區(qū)地應(yīng)力場的分布特征與形成機理。(2)在上述地應(yīng)力非線性反演結(jié)果基礎(chǔ)上，通過詳細仿真，模擬壩基開挖步序與錨固支護等施工過程，對拉西瓦高地應(yīng)力峽谷壩基開挖擾動問題開展了深入研究，根據(jù)拉西瓦

3、工程壩基巖石真三軸試驗結(jié)果提出了拉西瓦工程壩基開挖破壞區(qū)的確定方法；通過多方案對比分析獲得了高地應(yīng)力峽谷壩基開挖后的應(yīng)力、變形與屈服破壞等開挖擾動特征；揭示了錨固措施對壩基開挖擾動應(yīng)力、變形及屈服破壞的加固支護效應(yīng)；討論并提出了關(guān)于高地應(yīng)力峽谷壩基開挖擾動與錨固效應(yīng)的若干重要結(jié)論。(3)根據(jù)拉西瓦拱壩壩基的地質(zhì)條件和高地應(yīng)力環(huán)境，確定了拉西瓦高拱壩建基面高程；針對高地應(yīng)力區(qū)狹窄河谷而提出的。首次提出了對高地應(yīng)力峽谷壩基采用反弧形開挖形式

4、的設(shè)計優(yōu)化理念；進而采用平面和三維非線性有限元方法，針對新提出的反弧形開挖形式和常規(guī)的平底開挖形式的卸荷變形、應(yīng)力分布特征、巖體強度安全度屈服破壞范圍以及壩體應(yīng)力狀況等開展了全面的比較研究，論證了拉西瓦壩基采用反弧形開挖形式的合理性和先進性。(4)采用物探手段以及鉆孔攝像等多種手段，對施工過程中拉西瓦河床壩基巖體工程性狀開展了現(xiàn)場綜合測試，實測確定了拉西瓦壩基巖體在開挖錨固下的卸荷松弛帶厚度，驗證了反弧形開挖與分步開挖錨固能較好解決高地