一、地下厂房围岩稳定非线性有限元分析及程序（论文文献综述）
刘传成[1]（2020）在《深部地下实验室围岩稳定真三维物理模拟与非线性强度折减分析研究》文中提出核能已逐渐成为人类社会可持续发展中不可或缺的能源之一,而伴随着其在世界范围内的大规模利用,因此而产生的的高放废物也越来越多。所以安全可靠地对这些高放废物进行处置的问题逐渐成为最为当前面临的最为突出的挑战之一。目前公认深埋地质处置是安全处置高放废物合理可行的方法,但是鉴于高放废物地质处置库工程异于其它常规地下工程的固有特点:安全要求高、结构布局复杂、类比经验欠缺、服务周期超长等,因此必须首先建立地下实验室针对性地开展广泛地研究。目前我国已确定北山新场场址为拟建地下实验室的推荐场址,虽然我国在地下工程建设方面取得了大量研究成果,但是针对高放废物地质处置地下实验室的研究尚处在起步阶段,为了有效评价和优化地下实验室的总体建设方案,需要对北山地下实验室施工围岩稳定开展针对性的分析研究,考虑到地下实验室的特殊性,通过理论分析或者数值计算来模拟围岩的破裂过程较为困难,对整体结构安全性的模拟也不完善,而原位试验又由于成本问题而受到限制,所以为了保证地下实验室施工安全,所以必须针对性地开展真三维物理模拟试验。本文依托国防科工局重大项目课题,以甘肃北山我国首座高放废物深埋地质处置地下实验室为研究背景,开展了高放废物地质处置地下实验室大型真三维物理模拟试验,在模型试验研究的基础上,应用尖点突变理论,建立了地下工程洞室群围岩失稳能量判据,提出了基于H-B准则的改进非线性强度折减分析方法。论文主要研究成果如下:（1）通过模块组合、数控针阀和梯度加载技术,研制发明了智能数控真三维物理模拟试验系统,可较为真实地模拟地下洞室群的真三维非均匀分布状况,并实现了物理模拟试验中地应力加载控制的智能化、可视化和数字化。（2）采用伺服电动控制和仿形开挖技术,研制发明了地下工程物理模拟试验微型TBM开挖装置,实现了对物理模拟试验不同洞形（圆形和非圆形洞室）、不同断面尺寸洞室的全断面和台阶法开挖,提高了物理模拟试验的开挖精度,减少了传统人工开挖对物理模拟试验结果的影响。（3）开展了北山地下实验室大型真三维物理模拟试验,揭示了深埋围岩非线性变形特征、支护锚固效应、开挖影响范围和超载破坏规律,获得了地下实验室洞群体系的超载安全系数,有效验证了地下实验室的开挖方式、施工顺序、支护型式和地下实验室的整体安全稳定性。（4）建立了基于尖点突变理论的围岩失稳能量判据,提出了基于H-B准则的改进非线性强度折减方法,据此计算获得北山地下实验室的整体安全系数,通过与物理模拟试验结果的对比分析,有效验证了该计算方法的可靠性。研究成果为优化地下实验室总体建设方案提供了理论支撑和技术指导。
李雅琦[2]（2020）在《考虑渗透系数非均质性的地下洞室群渗流场分析》文中研究表明随着我国能源结构的不断升级,社会经济的不断发展,需要开展一系列地下工程缓解地表生活压力,提高能源利用效率。水利工程中抽水蓄能电站的地下洞室群具有规模大、数量多、排水结构复杂、洞室跨度大等特点,并且普遍地质条件复杂,渗流与渗透稳定性问题也极为突出。渗透系数的取值决定着渗流场的计算结果,是渗流计算分析的主要参数,而渗透系数又具有非均质性,因此准确刻画渗透系数空间分布对于获得可靠的数值模拟结果至关重要。地下洞室群在开挖过程中的渗流场是非稳态的,而渗流场影响开挖工程的稳定性,因此掌握施工期的渗流场分布特征对保证工程建设质量起到积极作用。本文主要研究成果如下:（1）建立了考虑渗透系数非均匀分布的非均质渗流模型。基于钻孔压水试验资料,将渗透系数作为区域化变量,采用克里金插值法对研究区域内地层渗透系数进行估值,从而获取整个区域的渗透系数空间分布,作为工程区的实际渗透系数场。为了快速准确的将渗透系数值与地层模型单元逐一对应,利用FORTRAN语言编制了与ABAQUS软件接口的VOIDRI子程序,进而建立非均质渗流模型。并将均质渗流场与非均质渗流场进行对比分析,由渗流计算结果可知,二者的渗流场分布特征与渗流量均有很大不同,因此将非均质渗透系数场近似于均质渗透系数场进行渗流计算是不精确的。（2）提出了一种渗流边界水头值反演方法。为准确有效地确定工程区水文地质边界条件,为之后工程区的渗流计算分析提供依据,建立三维有限元渗流反演计算模型,以模型边界为反演参数,以长观孔监测资料为目标函数,采用RVM与CS算法结合的反演方法进行初始渗流场反演分析。将RVM作为替代模型,代替有限元进行正计算,大大降低了有限元正分析计算次数,且拟合精度较高。反演结果表明,长观孔位置处水头计算结果与实际观测资料相比,平均绝对误差为7.92m,平均相对误差为1.56%,误差较小,地下水位变化与地形的起伏规律一致。（3）分析了均质、非均质渗流模型对地下洞室群施工期非稳定渗流计算结果的影响,并对厂房和排水系统的开挖顺序进行了对比研究。本文设计了分层均质、非均质的2种渗量值及变化规律由于渗透系数的不同而呈现出较大差异,非均质渗流模型很大程度上高估了地下水的下降时耗,对厂房渗流量也有较大误判。随后对排水系统与厂房之间的开挖顺序进行了调整,使厂房先于排水系统开挖,排水系统的滞后开挖导致地下水的降排速度减缓,同时刻同部位总水头线值均有所增大,厂房渗流量大幅增大而排水系统渗流量则明显减小。以上分析可为防渗、排水系统的布设提供优化思路,为获得更合理的工程施工方案提供参考。
高培培[3]（2020）在《高压水道帷幕体性能演化机理及其对渗流安全影响》文中指出为改善我国电网调峰调频和稳定运行能力,一大批高水头抽水蓄能电站已建成投产或正在建设过程中,这些抽水蓄能电站的设计水头普遍高达300～1000m,防渗帷幕将承受高达2～3MPa的渗透压力,渗漏问题极为突出,开展高压水道帷幕体性能演化机理研究具有重要意义。然而由于地下输水系统面临高渗压与高水力梯度,衬砌与防渗帷幕所处环境极为复杂,缺乏性能衰减的系统性研究,同时数值模拟过程中相关参数难以确定,为帷幕体渗流安全评价带来诸多困难。本文以高压水道帷幕体多场耦合及渗流安全为研究对象,结合多场耦合数值模型和参数反演模型,对帷幕体性能衰减机理与渗流安全进行了相关研究,主要工作如下:（1）为分析高压水道防渗帷幕防渗性能演化规律,从化学场和渗流场两个方面建立了帷幕体性能演化模型。首先介绍了灌浆材料和帷幕体材料特性,从化学场和渗流场两个角度分析了多场耦合作用下帷幕体性能演化控制方程及耦合过程,建立了高压水道防渗帷幕性能演化数学模型,在此基础上建立了有限元分析模型,研究了帷幕体化学场中Ca2+的迁移与扩散过程,分析了高压水道帷幕体渗透性破坏规律,开展了排水廊道析出物成分分析实验,验证了Ca2+迁移路径。结果表明,Ca2+析出是导致帷幕体防渗性能发生衰减的主要原因,其析出量的大小在一定程度上可判断帷幕体当前的防渗性能。（2）针对帷幕体渗透系数反分析问题,建立了基于ABC-SVM（基于人工蜂群算法优化的支持向量机模型）的高压岔管帷幕体渗透系数反演分析方法。首先回顾了支持向量机理论及人工蜂群算法,引入人工蜂群算优选支持向量机参数信息;融合正交试验设计法、有限元分析法提出了基于ABC-SVM的渗透系数反演分析模型,建立了渗透系数与渗流量及扬压力间的非线性关系,进而根据现场实测数据对防渗帷幕及岩体渗透系数进行反演。将该方法应用于工程实例,验证了所提方法的有效性与准确性。结果表明,人工蜂群算法可以有效提高全局寻优效果及泛化能力,基于ABC-SVM的高压岔管帷幕体渗透系数反演模型能够准确描述渗透系数与扬压力及渗流量间的非线性映射关系,为高压水管帷幕体性能演化机理分析及渗流安全评价提供了技术支持。（3）针对高压岔管帷幕体渗流安全问题,建立了高压岔管帷幕体三维渗流有限元计算模型,开展了帷幕体渗流安全性能评价。首先以某电站高压岔管帷幕体防渗性能分析为背景,综合考虑地质条件、地下水位和电站正常运行下下平洞高压岔管区水头压力等因素,建立了高压岔管帷幕体三维渗流有限元计算模型,定义了渗流安全计算边界条件,在此基础上开展了高压岔管渗流安全性评价,分析了高压岔管渗流场分布规律,结合现场监测数据开展了帷幕体渗流安全性能评价,探讨了帷幕体防渗性能演化规律及影响因素。结果表明,帷幕体承担了大约75%～87.6%的水头压力,起到了良好的防渗效果,但在高渗透坡降作用下,帷幕体安全性能会随之降低,提出了帷幕体安全防护治理措施,为高压水管帷幕体性能演化机理分析及渗流安全评价提供了技术支持。
向晓锐[4]（2020）在《深埋地下厂房分层爆破中岩体扰动效应》文中认为目前深埋地下厂房开挖中爆破荷载与地应力卸荷引起围岩扰动的问题突出,控制爆破与开挖卸荷扰动效应并保证地下工程结构的安全是一个重要的课题。本论文以瀑布沟水电站深埋地下厂房开挖工程为研究背景,在分析地下厂房分层开挖围岩应力重分布的基础上,研究了分层爆破开挖过程中围岩振动响应、岩体损伤特征、节理岩体松动变形机制等相关问题。首先,研究了厂房分层爆破开挖诱发围岩质点振动的规律。研究发现,地应力卸荷后,竖直向质点峰值振速沿边墙向上呈现先增大后减小的衰减规律;厂房拱圈质点振动规律受其结构形状影响,垂直于临空面方向的振速较大;拱顶振速峰值随开挖层数的增加呈现先增大后减小;对开挖荷载进行耦合分离后发现,随着开挖层数的增加,地应力卸载引起围岩振动超过爆破作用而在耦合作用中渐渐占据主导。其次,建立了岩石动态拉压损伤本构模型,并通过LS-DYNA的UMAT二次开发模块实现了材料模型嵌入,分析了分层开挖过程中爆破荷载、地应力卸荷及耦合荷载对厂房围岩损伤分布的影响。研究表明,深埋地下厂房爆破开挖过程中厂房轮廓面附近围岩损伤程度最大;当地应力水平较低时,开挖近区围岩损伤主要受爆破荷载影响,当地应力水平较高时,爆破荷载引起开挖面近区的围岩损伤将受到地应力的挤压约束作用;在开挖远区,围岩损伤主要由地应力重分布引起。最后,分析了地下厂房节理岩体爆破松动变形规律。研究发现,节理岩体松动位移主要由爆破作用产生的能量提供,耦合荷载作用下节理松动位移是呈现非线性的关系;仅考虑地应力卸载引起的节理松动时,地应力水平、卸荷时间及卸荷路径对节理松动位移有重要的影响。在侧向地应力条件下,节理岩体爆破开挖松动受侧向母岩的摩擦与吸收爆炸能量作用的影响,其松动位移显着减小,随着侧向应力水平的增加,节理松动位移主要由初始地应力储存的能量提供。
高飞[5]（2020）在《乌东德水电站左岸地下厂房围岩稳定性分析》文中提出水电站地下洞室的围岩稳定分析是一个复杂的非线性力学问题,通常伴随着变形的非均匀性、非连续性和大位移等特点,影响洞室围岩稳定的因素众多,关系错综复杂。本文以乌东德水电站左岸地下厂房为例,分析了施工开挖期间及开挖支护完成一到两年内围岩的变形监测资料,并基于FLAC3D软件建立了左岸地下洞室群的三维数值模型,采用有限差分法计算地下厂房开挖支护过程中的围岩变形,分析主厂房开挖支护过程中围岩的变形、剪应力、最小主应力及最大主应力的变化规律。主要研究成果如下:（1）通过对施工开挖期间主厂房顶拱、岩锚梁及边墙部位围岩的变形监测数据分析,总结归纳了施工开挖期间不同部位围岩变形随时间的变化规律及空间分布规律,认为地下洞室围岩的变形大部分表现为随施工开挖持续或台阶状增长,小部分围岩变形没有明显增长而是稳定在一较小的值。（2）分析了地下洞室每层开挖期间及开挖支护完成一到两年内不同部位围岩的变形变化量及变形速率,认为在施工开挖期间或开挖支护结束后一到两年内主厂房围岩的变形监测数据均已收敛,围岩变形速率也在施工结束后趋近于零,主厂房围岩的稳定性良好。（3）基于FLAC3D软件建立了乌东德左岸地下洞室群的三维数值模型,采用有限差分法计算地下厂房开挖支护过程中的围岩变形与应力变化,数值计算结果与实际监测成果的对比分析表明,两者所反映的围岩变形规律是基本一致的,数值计算结果一般大于实际监测成果,且在某些部位二者的差值较大,分析认为这种较大差异的存在可能与监测数据存在一定的损失及数值模拟过程中未考虑混凝土衬砌支护有关。（4）数值计算结果表明,开挖过程中主厂房围岩的变形、剪应力、最小主应力及最大主应力均在合理范围内,最大主应力虽然出现了不利于围岩稳定的拉应力,但其量值较小,主厂房围岩的安全稳定性良好。
杨克克[6]（2020）在《江门中微子实验站地下洞室围岩稳定性分析》文中认为随着国家城市化进程的加快,人均生活空间不断减少,城市变得越来越拥挤,因此急需要寻找对策来改变人类的出行、居住等生活环境。地面空间人类可以开发利用的已经很少了,而地下空间由于其开发的难度较大一直以来未得以充分利用。对于大型地下工程,如果能够在建设项目的各个阶段对其安全稳定性进行数值模拟,结合工程实测数据对比分析,发现洞室结构的薄弱点以及洞室可能存在的破坏形式,据此提前采取相应的支护措施,必定能够减少事故的发生与经济损失和人员伤亡。本文以广东省江门中微子实验站地下实验大厅为工程背景,通过大型有限元软件ANSYS建立地下实验大厅有限元模型,研究实验大厅在支护前后的稳定性差异,并输入El Centro波进行时程分析,研究实验大厅在水平地震作用下支护前后的动力响应规律,给出了地下实验大厅支护结构的静动力特性。论文主要的研究内容和结论如下:（1）建立了地下实验大厅的有限元模型,对实验大厅在静力作用下的稳定性进行数值模拟,说明了实验大厅的结构薄弱位置,对衬砌、锚杆的受力情况进行了分析,采用强度折减法求解了静力作用下支护前后实验大厅的安全系数,结合规范以及洞室位移、应力数据对地下实验大厅的稳定性进行了综合评价。（2）采用时程分析法对实验大厅在水平地震作用下支护前后洞室的位移、应力等响应进行对比分析,揭示了动力作用下实验大厅的变形规律,对衬砌和锚杆等支护结构的动力响应进行分析,对比静力作用下说明地震作用对结构的影响程度。（3）静力作用下洞室位移在竖向均布荷载下呈现对称分布,变化规律较明显,支护前后水平位移、环向位移均呈正弦曲线分布,竖向位移、径向位移近似呈现正态分布,水平位移量级为毫米级别,竖向、径向、环向位移量级为厘米级别占主导作用。在支护后洞室各方向节点位移均有不同程度的减小,节点竖向位移与距模型底部距离正相关,位移越大支护后效果越明显。但支护结构并未改变洞室变形规律,各方向位移最大值发生位置亦未显着改变。竖向位移较大区域主要位于上拱顶附近,水平位移较大区域主要位于两侧高边墙中部附近。（4）静力作用下洞室拉应力集中区主要在上下侧边墙中部偏上部位和下侧拱腰处,压应力集中区主要在上拱脚和下边墙墙脚处。在支护后洞室各方向由受压产生的应力均不同程度的减小,受拉产生的应力均不同程度的增大,洞室压应力区域相较未采取支护时显着变小,拉应力区域有所增大,使得地下洞室应力较大的区域减小,应力较小的区域增大,洞室应力分布更均匀。对于受压破坏为主的地下结构,能够减小应力集中区域,降低洞室发生应力型破坏的概率。（5）静力作用下支护后洞室安全系数较未采取支护时有所增大,安全系数本质上是将岩体的材料强度富余程度转化为一个明确的指标表示,在一定程度上有利于地下工程稳定性的定量分析,然而此安全系数仅仅对粘聚力和内摩擦角两个因素进行折减,使用此安全系数无法对洞室的稳定性进行独立评价,需要配合洞室的变形、应力以及隧洞施工开挖规范等多种标准对稳定性、安全性进行评价。（6）地震作用下洞室变形、应力规律较静力作用下并未显着改变,在支护前洞室位移、应力随时间波动逐渐趋于稳定,在支护后位移、应力值较支护前整体显着降低,虽然少数位置应力位移值较支护前有所增大或位置发生改变,然其绝对量级较小,并不影响洞室稳定性。其次,根据位移应力时程曲线可知,支护措施能够降低洞室在地震作用下位移、应力的波动程度,使得洞室节点更快趋于稳定,非常有利于提高洞室围岩的稳定性和安全性。（7）静动力作用下洞室衬砌弯矩、剪力值较大的位置主要位于上拱脚、上墙脚以及下墙脚处,围岩容易发生挤压破坏,因此在结构薄弱位置应该加强衬砌支护厚度,或者增加衬砌配筋以保证安全。锚杆整体呈现受拉趋势,洞室锚杆轴力整体上从临空面至岩体内部随着锚杆深入轴力逐渐变小,尤其在城门洞型隧洞的支护设计中,高边墙等部位此规律更为明显,当然在特殊部位拱脚、墙脚等锚杆轴力会发生突变,影响结构的稳定性。（8）根据《水工建筑物地下开挖工程施工规范》和《水工隧洞设计规范》以及支护前后静动力作用下实验大厅位移、应力等数据综合判定未采取支护措施时江门中微子实验站地下实验大厅均处于不稳定状态,支护后处于稳定状态,安全性良好。
周玉纯[7]（2019）在《地下水封油库开挖爆破围岩损伤及邻近洞室动力响应特征研究》文中研究说明随着全球经济的发展和国际环境的巨大变化,能源问题日益突出,石油作为重要的能源之一,其战略储备在经济、政治和军事领域都扮演着重要角色,为此迫切需要建造大型地下水封油库。对于大型地下洞室开挖,钻爆法仍然是主要施工方法。在地下洞室群开挖爆破过程中,由于炸药爆炸时巨大能量瞬间释放,难免会对爆破洞室保留岩体和邻近洞室结构造成冲击并引起振动效应,若控制不当极易造成洞室结构的动力损伤,进而对地下洞室群整体稳定性造成不利影响。当前,针对地下水封油库开挖爆破技术和振动安全控制的研究成果明显不足,且主要集中于爆破方案优选、爆破振动监测和爆破振动预测与控制等方面,对地下水封油库洞室爆破损伤效应、动力响应特征及动力稳定性等基础理论鲜有涉及。此外,由于地下水封油库洞室群的储油功能需求,其洞室结构在规模、空间分布、开挖形式及支护方式上具有一定的独特性,这也让针对其他地下工程的相关研究成果难以在该领域推广使用。因此,深入开展地下水封油库开挖爆破围岩损伤及邻近洞室动力响应特征研究,对完善地下水封油库开挖爆破施工技术、指导爆破设计和振动安全防护具有重要理论价值和现实意义。本文以地下水封油库洞室爆破损伤机理和动力响应机制为研究核心,以山东某地下水封油库开挖爆破工程为研究背景,以丙烷储库洞室开挖爆破工程为研究对象,采用现场调查、现场测试、数值模拟、理论分析相结合的综合方法,开展了地下水封油库开挖爆破围岩损伤及邻近洞室动力响应特征研究,论文主要研究内容和成果如下:（1）地下水封油库开挖爆破振动传播规律研究:在现场精细调研和开挖爆破方案分析基础上,开展了地下水封油库洞室开挖爆破振动现场测试,获取了主洞室开挖爆破作用下邻近水幕巷道和邻近主洞室振动传播规律。结果表明:对于邻近主洞室,传统萨道夫斯基经验公式可以在一定程度上对爆破振动速度衰减规律进行描述。而对于邻近水幕巷道,基于量纲分析考虑高程效应的萨道夫斯基修正公式能更好的反映其爆破振动传播规律。（2）循环爆破荷载作用下地下洞室围岩累积损伤效应研究:通过引入损伤因子,建立了爆破动力损伤分析模型,模拟了地下洞室开挖单次爆破荷载作用下围岩损伤演化过程,获取了围岩的损伤分布规律,并与理论计算结果进行对比,验证了数值方法的可靠性。在此基础上,利用重启动技术,模拟实现了地下洞室循环推进式爆破过程,揭示了循环爆破荷载作用下围岩累积损伤演化规律。结果表明:循环推进爆破围岩累积损伤与爆破次数存在非线性关系,爆破荷载作用下岩体存在累积损伤弱化效应。对地下丙烷储库主洞室和水幕巷道研究区进行现场声波测试,获取了丙烷库主洞室和水幕巷道研究断面位置扰动区范围和岩体力学参数,其中扰动深度分别为3.3m和2.9m。（3）爆破损伤作用下岩体力学参数计算及应用研究:基于爆破作用下岩体性质劣化效应,通过建立岩体纵波波速VP与地质强度指标GSI值和损伤因子D值之间关系,提出了基于Hoek-Brown准则的岩体力学参数计算新改进公式。利用实际坝基岩体工程和边坡岩体工程对新改进公式的适用性进行了验证,在此基础上,结合室内岩石力学试验和现场声波测试结果,利用新改进方法获取了丙烷主洞室和水幕巷道研究区岩体的力学参数。（4）基于CEEMD方法的爆破振动信号分析及应用研究:分别从“模态混淆抑制能力”和“自适应处理最优算法指标”两个方面,采用仿真信号就CEEMD优化方法在爆破振动信号处理中的优越性和合理性进行了验证。在此基础上,将CEEMD应用到地下油库开挖爆破邻近洞室爆破振动实测信号处理中,并结合Hilbert变换,揭示了地下油库邻近洞室爆破振动信号的时频特征和能量分布规律。结果表明:邻近主洞室和邻近水巷道的爆破振动信号均表现为高频能量多,而低频能量少的特点,其中100Hz以下能量占比非常小,可以忽略。考虑到地下水封油库洞室的固有频率,可认为开挖爆破作用下,邻近洞室不会产生共振现象。（5）地下水封油库洞室开挖爆破邻近洞室围岩动力响应特征模拟研究:考虑开挖爆破对邻近洞室动力稳定性的影响,根据地下油库洞室空间布置和开挖爆破方案,结合研究区岩体力学参数研究成果,针对不同空间位置关系和不同洞室结构的平行主洞室和交叉水幕巷道,构建了考虑爆破损伤的地下水封油库洞室群爆破三维数值模型,并通过现场实测数据验证了模型的合理性。在此模型基础上,分析了地下水封油库开挖爆破邻近洞室围岩的动力响应特征和受振破坏机制。结果表明:主洞室二台阶开挖爆破时,邻近平行主洞室典型横截面迎爆侧曲墙中部为振动最不利位置;主洞室顶层扩挖爆破中,当爆破开挖面与水幕巷道底板中心的水平距离为0m时,邻近交叉水幕巷道底板中部为振动最不利位置。（6）地下水封油库邻近洞室围岩爆破振动安全判据研究:以地下洞室开挖爆破邻近洞室围岩动力响应特征及受振破坏机制为基础,根据应力波传播理论和邻近洞室动力响应统计关系分别建立了地下水封油库邻近洞室爆破振动安全判据计算模型。在此基础上,结合邻近洞室围岩动态强度特征,引入重要性修正系数概念,分别求解了邻近洞室振动速度安全判据。结果表明:考虑到爆破振动速度安全判据严苛程度,邻近主洞室大于邻近水幕巷道。最后,结合我国现有的爆破安全规程提出了邻近洞室综合爆破振动速度安全判据为12cm/s。
庄端阳[8]（2019）在《开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究》文中提出大型地下水封石油洞库兼具大储量、高安全性、强应急能力、低造价、节约土地资源等优点,是目前国际上石油（气）等能源储存的主要方式之一。由于地下水封石油洞库通过在地下水位以下一定深度开挖大型洞室,采用天然地下水和人工水幕系统的水封作用将油品封存在洞室内,所以洞库围岩渗流和稳定性是其建设过程中面临的基础科学问题。在强卸荷开挖作用下,洞库围岩易发生地下水渗漏和围岩失稳等问题,这些问题本质上是呈级序分布的不同尺度破坏相互耦合作用,并在洞库围岩上的串级显现的结果。本文从大型地下水封石油洞库围岩变形破坏的多尺度特性出发,集成洞库围岩节理数字摄影测量、RFPA（Rock Failure Process Analysis）数值试验和工程数值仿真的优势,提出一种大型地下水封石油洞库多尺度等效力学分析方法。同时,基于地下水封石油洞库微震监测,研究开挖过程中的洞库围岩微破裂时空分布特征,圈定和识别开挖作用下洞库围岩优势渗流通道,揭示开挖作用下洞库围岩失稳机理及其前兆规律,为地下水封石油洞库渗漏和失稳灾害的分析预警提供理论依据和技术支撑。本文主要完成内容有如下几个方面:（1）借助数字摄影测量和节理网络模拟技术,确定锦州某地下水封石油洞库围岩节理产状的分布概型及其概率分布特征参数,建立洞库围岩三维随机节理网络。采用RFPA数值试验方法,反分析洞库围岩细观力学参数。在此基础上,结合宏观节理网络模型,开展不同尺寸节理岩体数值试验,研究节理岩体力学参数的尺寸效应,获取节理岩体REV及其等效力学参数。基于岩体宏一细观等效原理,考虑岩石细观非均匀和宏观节理随机分布特征,提出了一种洞库围岩多尺度等效力学分析方法,实现对洞库围岩力学响应的多尺度等效数值仿真分析。（2）依托锦州某地下水封石油洞库工程,采用期望误差估计与主动触发测试相结合的方法优化微震传感器空间阵列。在此基础上成功构建了国内首套地下水封石油洞库施工微震监测系统,所构建的微震系统平均定位精度达到7.5 m,实现了对强卸荷开挖作用下的洞库围岩微破裂信息进行24小时连续监测。揭示了开挖过程中洞库围岩微破裂的时空分布规律,建立了围岩微震活动性与开挖施工之间的响应关系,确定了锦州某地下水封洞库储油洞室爆破开挖影响区范围达到120m,与经验公式法确定的爆破影响区范围基本一致。（3）突破传统以水位、水量等表观信息为依据进行洞库地下水渗漏分析的思路,着眼于围岩微破裂的连通特性及其扩展趋势,提出了基于微震监测的地下水封石油洞库围岩优势渗流通道三维实时识别方法。采用新生破裂面矩张量分析方法,获取开挖作用下围岩新生微破裂产状,基于图论模型和图的优先遍历方法,根据洞库渗流场数值模拟得到的围岩孔隙水压力的高低设置优势渗流通道的搜索优先级,查明开挖作用下围岩新生微破裂的空间连通性,圈定和识别了研究区域内的5条优势渗流通道,并通过水幕孔供水数据及现场踏勘验证了优势渗流通道方法的有效性。（4）基于岩石破坏过程中的能量耗散原理,讨论了开挖卸荷作用下大型地下水封石油洞库围岩能量转化形式及其演化规律,揭示了开挖卸荷作用下洞库围岩的能量积聚、释放和转移现象（3E现象）,论证了采用微震能量分析洞库围岩能量演化及其稳定性的可行性。根据微震能量密度的演化特征,追踪开挖过程中围岩的3E现象,圈定洞库围岩的危险区域,并结合基于多尺度等效力学方法的围岩应力和变形分析,探究了洞库围岩的开挖稳定性,指出了累积视体积快速增长且微震能量密度显着增加的现象是洞室围岩失稳的前兆特征,为建立大型地下水封石油洞库稳定性的监测预警体系奠定基础。
茹荣[9]（2019）在《长距离引水隧洞地下泵站洞室稳定性分析及安全评价》文中提出长距离引水工程大型地下泵站厂房多位于靠近江河湖岸的复杂岩体介质中,节理裂隙发育,地下水赋存,因厂房规模大,工程范围地质体内一般有断层分布。岩体开挖扰动引起围岩松动和应力重分布,导致洞室围岩大变形甚至局部坍塌。本文依托山西省中部长距离引黄调水工程深部地下泵站洞室,采用理论分析、数值计算和现场原位监测的综合分析方法对大型地下泵站洞室开挖过程中围岩的变形演化机理及其破坏过程,锚索支护效应进行了研究。研究成果对提高地下洞室开挖过程中的安全稳定性,减少工程地质灾害具有重要的工程实践意义和理论价值。（1）基于岩体和结构面变形的理论研究,分析了大型地下泵站厂房围岩及软弱结构面的力学和变形性质,讨论了不同规模和等级的软弱结构面对岩体破坏程度的影响,并对结构面破坏形式和锚索支护计算方法进行了系统阐述。（2）采用有限元软件ABAQUS6.14对地下泵站厂房开挖和支护过程进行了仿真计算分析,给出了大型地下泵站厂房围岩时空演化规律,并对锚索预应力损失和长期时效特征进行了仿真计算分析。（3）进一步结合多点位移和锚索拉力原位监测数据,对围岩位移和锚索拉力计算结果进行了验证,证明了计算方法的正确性和支护措施的合理性,并对大型地下泵站洞室围岩稳定性进行了评价。（4）研究了有限元软件ABAQUS6.14版本中接触面的计算分析方法,建立了反映结构面几何参数和力学特性的三维数值计算模型,对软弱结构面的影响效应进行了分析。（5）基于数值计算结果和原位监测数据,在理论分析的基础上,对开挖支护参数进行了优化,并对大型地下洞室开挖程序、支护技术措施提出了合理化的建议。
高乔[10]（2019）在《抽水蓄能电站地下厂房围岩损伤演化规律研究》文中研究表明我国水电建设的蓬勃发展与能源需求快速增长密切相关,水电十三五规划提出“加快建设抽水蓄能电站”,近50座抽水蓄能电站列入建设规划,预计新增抽水蓄能电站6000万千瓦。在地质条件和地应力复杂的深埋山体内开挖修建大型地下厂房洞室群,围岩渐进损伤演化诱致宏观变形破坏的稳定性问题尤为突出,并且为后期的运行安全带来很大的安全隐患。因此,开展抽水蓄能电站地下厂房开挖过程围岩损伤演化规律及其稳定性的研究具有重要意义。本文以开挖过程大跨度地下厂房围岩损伤演化规律与破坏机制这一关键科学问题为核心,依托荒沟抽水蓄能电站地下厂房微震监测项目,首次将微震监测技术应用于抽水蓄能电站地下厂房,对开挖过程的地下厂房围岩微破裂渐进演化规律及其破坏机制进行分析。同时从微破裂演化的角度,利用模拟岩石真实渐进破坏过程的RFPA强度折减分析方法,再现了与微震监测结果一致的围岩损伤演化过程,得到围岩潜在失稳破坏模式与安全储备系数,揭示了围岩的损伤变化规律与机制,为抽水蓄能电站地下厂房开挖过程围岩稳定性的监测和评价提供参考。本文主要研究成果有:（1）尝试在抽水蓄能电站地下厂房构建微震监测系统以及可回收式传感器空间阵列台网。通过人工定点敲击试验精确测定P波波速为5150m/s,使定位误差控制在6m以内;运用阈值设定、频谱分析和人工识别等方法建立实际工程微震信号类型库,筛选剔除岩石微破裂以外的噪音信号,保证了监测结果处理分析的可靠性。该套微震监测设备在实际工程中取得很好的应用效果。（2）通过对地下厂房围岩内岩石微破裂的实时监测,分析施工扰动作用下大跨度地下厂房围岩微震活动的时空演化规律,建立了施工动态、断层位置与微震活动的响应关系,揭示了围岩损伤渐进演化规律。依据微震密度、能量和ES/EP等基本震源参数,揭示了围岩损伤破坏机制,圈定主厂房上游侧桩号0+20m至0+80m是围岩潜在危险区域。（3）从微破裂和应力场演化的角度,通过RFPA2D-SRM（强度折减法）得到了不同断层位置与不同侧压力系数下的地下厂房围岩损伤渐进演化规律及破坏模式,模拟结果表明:靠近断层的地下洞室围岩应力场容易劣化导致围岩渐进损伤诱致宏观失稳破坏,断层的影响距离为18m;水平应力的大小影响地下厂房围岩的损伤演化规律及其潜在失稳破坏模式,当侧压力系数K=1时,围岩稳定性的安全储备系数最大。
二、地下厂房围岩稳定非线性有限元分析及程序（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地下厂房围岩稳定非线性有限元分析及程序（论文提纲范文）
（1）深部地下实验室围岩稳定真三维物理模拟与非线性强度折减分析研究（论文提纲范文）
| 变量注释表 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 地下洞室围岩稳定分析国内外研究现状 |
| 1.2.2 地下工程物理模拟试验国内外研究现状 |
| 1.2.3 地下洞室强度折减分析国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容、创新点及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 地下工程智能数控大型真三维物理模拟试验系统研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型试验系统设计理念 |
| 2.3 模型试验系统设计方法 |
| 2.3.1 台架反力装置设计 |
| 2.3.2 真三维非均匀加载装置设计 |
| 2.3.3 液压加载数控系统设计 |
| 2.4 模型试验系统工作原理 |
| 2.4.1 梯度非均匀加载原理 |
| 2.4.2 液压加载数控原理 |
| 2.4.3 模型位移测试原理 |
| 2.5 模型试验系统技术特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 地下工程模型试验微型TBM开挖装置研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 开挖装置设计理念 |
| 3.3 开挖装置设计方法 |
| 3.4 开挖装置技术特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 深部地下实验室围岩稳定真三维物理模拟试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相似理论 |
| 4.3 工程概况与物理模拟试验方案 |
| 4.4 模型相似材料研制 |
| 4.4.1 原岩物理力学参数测试 |
| 4.4.2 围岩相似材料研制 |
| 4.4.3 模型锚杆相似材料研制 |
| 4.5 地质模型体制作 |
| 4.5.1 模型体制作方法 |
| 4.5.2 测试传感器埋设 |
| 4.6 模型开挖与测试 |
| 4.6.1 模型初始地应力加载方法 |
| 4.6.2 地下实验室开挖模型试验 |
| 4.6.3 地下实验室模型超载试验 |
| 4.7 模型试验结果分析 |
| 4.7.1 开挖模型试验结果分析 |
| 4.7.2 超载模型试验结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 基于突变理论的深部围岩稳定非线性强度折减分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 建立基于突变理论的围岩失稳能量判据 |
| 5.3 提出基于H-B准则的改进非线性强度折减分析方法 |
| 5.3.1 基于H-B准则的改进非线性强度折减法 |
| 5.3.2 改进非线性强度折减计算程序编制 |
| 5.4 地下实验室围岩稳定非线性强度折减数值分析 |
| 5.4.1 计算参数和计算模型 |
| 5.4.2 非线性强度折减数值计算结果分析 |
| 5.5 失稳判据和强度折减方法对洞室安全系数的影响 |
| 5.5.1 失稳判据选择对洞室安全系数的影响 |
| 5.5.2 强度折减方法对洞室安全系数的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间取得的科研成果 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）考虑渗透系数非均质性的地下洞室群渗流场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 渗透系数的空间分布的研究进展 |
| 1.2.2 初始渗流场的反演方法研究进展 |
| 1.2.3 地下洞室群施工期非稳定渗流分析的研究 |
| 1.3 论文思路与主要工作 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 基于克里金插值的非均质渗流场分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 渗透系数空间分布的理论及方法 |
| 2.2.1 区域化变量理论 |
| 2.2.2 变异函数的计算 |
| 2.2.3 克里金法原理 |
| 2.3 基于克里金插值的渗流场分析步骤 |
| 2.4 方法应用 |
| 2.4.1 数据处理及统计 |
| 2.4.2 变异函数的拟合 |
| 2.4.3 交叉验证 |
| 2.4.5 克里金插值结果分析 |
| 2.4.6 均质渗流场与非均质渗流场的对比分析结果 |
| 2.5 工程实例 |
| 2.5.1 工程概况 |
| 2.5.2 数据处理及统计分析 |
| 2.5.3 空间分布规律 |
| 2.5.4 克里金插值结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于相关向量机与布谷鸟算法的初始渗流场反演分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RVM和CS算法基本原理 |
| 3.2.1 RVM原理 |
| 3.2.2 CS算法原理 |
| 3.3 基于RVM-CS的边界水位反演模型 |
| 3.3.1 三维稳定渗流场计算原理 |
| 3.3.2 边界水位反演的数学表达 |
| 3.3.3 反演模型的构造 |
| 3.4 工程实例 |
| 3.4.1 工程概况 |
| 3.4.2 替代模型的建立 |
| 3.4.3 基于CS算法的边界水位反演 |
| 3.4.4 初始渗流场模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 地下洞室群施工期的非均质非稳定渗流场分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三维非稳定渗流计算原理 |
| 4.3 密集排水孔幕模拟 |
| 4.4 工程实例 |
| 4.4.1 工程概况 |
| 4.4.2 有限元计算模型 |
| 4.4.3 均质与非均质渗流模型计算结果对比 |
| 4.4.4 不同开挖顺序下的非均质渗流场分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（3）高压水道帷幕体性能演化机理及其对渗流安全影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 帷幕体多场耦合模型与机理研究 |
| 1.2.2 帷幕体多场耦合数值模拟方法研究 |
| 1.2.3 帷幕体多场耦合参数辨识方法研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 帷幕体渗透性能演化的机理分析 |
| 2.1 帷幕体材料特性 |
| 2.1.1 灌浆材料特性 |
| 2.1.2 帷幕体材料特性 |
| 2.2 多场耦合作用下帷幕体性能演化机理 |
| 2.2.1 基本假定 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 耦合过程 |
| 2.3 帷幕体性能演化数值模拟 |
| 2.3.1 帷幕体演化数值模型 |
| 2.3.2 帷幕体数值模型边界条件 |
| 2.3.3 帷幕体化学场计算结果 |
| 2.4 帷幕体防渗性能演化分析 |
| 2.4.1 基于钙离子析出的渗透性能分析 |
| 2.4.2 基于现场监测钙质析出物验证分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于ABC-SVM的帷幕体渗透系数反演分析 |
| 3.1 高压岔管帷幕体渗透系数反演的数学模型 |
| 3.1.1 稳定渗流数学模型 |
| 3.1.2 渗透系数反演的数学模型 |
| 3.2 基于ABC-SVM的渗透系数反演分析方法 |
| 3.2.1 支持向量机理论 |
| 3.2.2 人工蜂群算法 |
| 3.2.3 基于ABC-SVM的渗透系数反演模型 |
| 3.3 工程实例 |
| 3.3.1 工程介绍 |
| 3.3.2 渗透系数反演结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 某电站高压岔管帷幕体渗流安全评价 |
| 4.1 高压岔管防渗排水设计 |
| 4.1.1 工程地质条件 |
| 4.1.2 防渗结构设计 |
| 4.1.3 排水结构设计 |
| 4.2 渗流安全计算模型与条件 |
| 4.2.1 水位边界条件 |
| 4.2.3 渗流计算参数 |
| 4.3 高压岔管渗流安全评价 |
| 4.3.1 高压岔管渗流场分布规律 |
| 4.3.2 高压岔管渗流现场监测分析 |
| 4.3.3 帷幕体渗流安全评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间主要相关成果 |
（4）深埋地下厂房分层爆破中岩体扰动效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 深埋岩体爆破中岩体振动响应 |
| 1.2.2 深埋地下厂房岩体爆破开挖损伤演化 |
| 1.2.3 深埋节理岩体爆破开挖松动机制 |
| 1.2.4 深埋岩体爆破工程中的数值方法 |
| 1.3 目前存在的问题和不足 |
| 1.4 本文研究内容及方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.4.3 本文的创新点 |
| 第2章 深埋地下厂房开挖中围岩应力重分布 |
| 2.1 地下厂房分层开挖顺序 |
| 2.2 围岩应力重分布与变形特征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 深埋地下厂房分层爆破中围岩响应规律 |
| 3.1 动力有限元法及计算方法 |
| 3.1.1 计算模型建立 |
| 3.1.2 计算方法 |
| 3.1.3 计算荷载及参数 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.2.1 地应力卸载诱发的振动 |
| 3.2.2 耦合荷载与分离荷载激发的振动特性对比 |
| 3.2.3 地应力卸载诱发的动应力 |
| 3.3 工程例证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 深埋地下厂房分层爆破中岩体损伤效应 |
| 4.1 岩石材料的动态拉压损伤本构模型 |
| 4.1.1 拉伸模型 |
| 4.1.2 压缩模型 |
| 4.1.3 本构模型数值算法及LS-DYNA的UMAT的二次开法 |
| 4.2 计算模型 |
| 4.3 岩体分层爆破开挖中围岩损伤分布 |
| 4.3.1 地应力直接卸载引起的围岩损伤 |
| 4.3.2 耦合荷载引起的围岩损伤 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 地下厂房高地应力区节理岩体开挖松动特性 |
| 5.1 计算模型与理论分析 |
| 5.1.1 计算模型 |
| 5.1.2 理论分析 |
| 5.2 节理岩体爆破开挖松动数值模拟 |
| 5.2.1 模型建立 |
| 5.2.2 模型参数验证 |
| 5.3 无侧向地应力条件下节理岩体开挖松动计算分析 |
| 5.3.1 不同荷载类型作用影响 |
| 5.3.2 不同卸荷时长影响 |
| 5.3.3 不同应力水平的影响 |
| 5.4 有侧向地应力条件下节理岩体开挖松动计算分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（5）乌东德水电站左岸地下厂房围岩稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 地下洞室围岩稳定分析方法及研究现状 |
| 1.2.1 定性分析方法 |
| 1.2.2 定量分析方法 |
| 1.3 安全监测技术在围岩稳定分析的应用现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 地下洞室围岩稳定分析理论 |
| 2.1 地下洞室围岩的破坏形式及破坏机理 |
| 2.2 影响地下洞室围岩稳定的因素 |
| 2.3 地下洞室围岩失稳的判据 |
| 第三章 乌东德左岸地下厂房围岩变形监测成果分析 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 工程简介 |
| 3.1.2 工程地质情况 |
| 3.1.3 施工支护方案 |
| 3.2 监测仪器布置情况 |
| 3.3 主厂房监测成果分析 |
| 3.3.1 主厂房围岩整体变形规律 |
| 3.3.2 顶拱 |
| 3.3.3 岩锚梁 |
| 3.3.4 边墙 |
| 3.3.5 主厂房围岩变形机理分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 乌东德左岸地下厂房数值模拟分析 |
| 4.1 计算条件 |
| 4.1.1 计算范围及模型建立 |
| 4.1.2 计算参数 |
| 4.1.3 位移监测点布置 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 地下厂房围岩变形分析 |
| 4.2.2 地下厂房围岩应力分布规律 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）江门中微子实验站地下洞室围岩稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题来源及其实际意义 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 国内外深埋隧洞建设现状 |
| 1.2.2 围岩稳定性理论研究现状 |
| 1.2.3 围岩稳定性分析方法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 中微子实验站工程区域概况 |
| 2.1 工程背景 |
| 2.2 地形地貌 |
| 2.3 地层岩性 |
| 2.4 区域构造稳定性 |
| 2.5 岩体透水性 |
| 2.5.1 地下水类型 |
| 2.5.2 地下水位及岩体透水性 |
| 2.6 地应力状况 |
| 2.6.1 岩石物理力学性质 |
| 2.6.2 岩体力学性质 |
| 2.6.3 地应力测试 |
| 2.7 洞室围岩分类 |
| 2.7.1 岩体结构类型 |
| 2.7.2 地下洞室围岩分类及物理力学参数建议值 |
| 2.8 主要工程地质问题 |
| 2.9 小结 |
| 3 强度折减法与非线性有限元理论 |
| 3.1 强度折减法与安全因数 |
| 3.2 强度折减法判据选择 |
| 3.2.1 塑性区贯通判据 |
| 3.2.2 特征点位移突变判据 |
| 3.2.3 基于力与位移的计算不收敛判据 |
| 3.3 非线性有限元问题分类 |
| 3.4 非线性有限元问题的解 |
| 3.4.1 直接迭代法 |
| 3.4.2 Newton-Raphson方法 |
| 3.4.3 修正的Newton-Raphson方法 |
| 3.4.4 增量法 |
| 3.5 小结 |
| 4 静力作用下洞室围岩稳定性数值模拟 |
| 4.1 模型建立及参数选取 |
| 4.2 未采取支护措施下洞室稳定性 |
| 4.2.1 关键点选取 |
| 4.2.2 支护前模型位移分析 |
| 4.2.3 支护前模型应力分析 |
| 4.2.4 毛洞一周位移应力分析 |
| 4.3 衬砌锚杆支护后洞室稳定性 |
| 4.3.1 支护后模型位移分析 |
| 4.3.2 支护后模型应力分析 |
| 4.3.3 支护前后洞壁位移应力对比分析 |
| 4.3.4 支护结构变形受力分析 |
| 4.4 基于强度折减法的洞室安全系数 |
| 4.5 静力作用下洞室稳定性评价 |
| 4.6 小结 |
| 5 地震作用下洞室围岩稳定性数值模拟 |
| 5.1 计算模型的建立 |
| 5.1.1 模型尺寸与参数 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.1.3 计算假定 |
| 5.1.4 阻尼确定 |
| 5.2 地震波的选取与调整 |
| 5.2.1 工程区地震动参数 |
| 5.2.2 地震波调整与输入 |
| 5.3 支护前后洞室稳定性分析对比 |
| 5.3.1 洞室水平位移分析 |
| 5.3.2 洞室竖向位移分析 |
| 5.3.3 洞室水平应力分析 |
| 5.3.4 洞室竖向应力分析 |
| 5.4 衬砌锚杆地震动力响应分析 |
| 5.4.1 衬砌动力响应 |
| 5.4.2 锚杆动力响应 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）地下水封油库开挖爆破围岩损伤及邻近洞室动力响应特征研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题来源、目的与意义 |
| 1.1.1 选题来源 |
| 1.1.2 选题目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状与评述 |
| 1.2.1 岩体爆破损伤研究现状及评述 |
| 1.2.2 爆破作用下邻近洞室动力响应特征研究现状及评述 |
| 1.2.3 爆破振动安全判据研究现状及评述 |
| 1.3 研究内容、技术路线和创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 地下水封油库洞室开挖爆破振动传播规律研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 地下水封油库工程概况 |
| 2.3 研究区地质特征 |
| 2.3.1 区域地质条件 |
| 2.3.2 研究区工程地质特征 |
| 2.3.3 研究区特征岩石物理力学参数 |
| 2.4 地下水封油库洞室开挖爆破技术及现场振动测试 |
| 2.4.1 地下水封油库洞室开挖爆破设计 |
| 2.4.2 爆破振动测试方案 |
| 2.4.3 爆破振动测试结果 |
| 2.4.4 邻近洞室爆破振动衰减规律分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 爆破作用下围岩损伤特征及岩体力学参数研究 |
| 3.1 循环爆破荷载作用下地下洞室围岩累积损伤特征研究 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 LS-DYNA显示动力有限元基本原理 |
| 3.1.3 循环爆破荷载作用下围岩累积损伤特征数值模拟研究 |
| 3.1.4 基于声波测试的地下洞室围岩爆破累积损伤特征研究 |
| 3.2 爆破损伤作用下岩体力学参数计算及应用 |
| 3.2.1 概述 |
| 3.2.2 Hoek-Brown强度准则的发展与改进 |
| 3.2.3 本文改进思路及法则应用 |
| 3.2.4 工程验证分析 |
| 3.2.5 工程应用 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于CEEMD方法的地下洞室爆破振动信号分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 希尔伯特-黄变换 |
| 4.2.1 模态分解 |
| 4.2.2 希尔伯特变换 |
| 4.3 仿真信号希尔伯特-黄变换 |
| 4.3.1 自适应后处理最优算法的五个指标 |
| 4.3.2 仿真信号模态分解 |
| 4.3.3 仿真信号希尔伯特变换 |
| 4.4 地下水封油库爆破振动信号时频特征分析 |
| 4.4.1 邻近主洞室爆破振动信号时频特性与能量分析 |
| 4.4.2 邻近水幕巷道爆破振动信号时频特性与能量分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 地下洞室开挖爆破邻近洞室动力响应数值模拟研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 地下洞室开挖爆破平行主洞室动力响应特征 |
| 5.2.1 数值计算模型 |
| 5.2.2 材料模型及参数 |
| 5.2.3 起爆过程及模型可靠性分析 |
| 5.2.4 平行主洞室振动速度响应特征 |
| 5.2.5 平行主洞室应力响应特征 |
| 5.2.6 平行主洞室位移响应特征 |
| 5.3 地下洞室开挖爆破交叉水幕巷道动力响应特征 |
| 5.3.1 数值计算模型 |
| 5.3.2 模型可靠性分析 |
| 5.3.3 水幕巷道爆破动力响应特征 |
| 5.3.4 不同爆源位置水幕巷道爆破响应特征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 地下洞室开挖爆破邻近洞室安全判据研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 基于理论分析的爆破安全判据 |
| 6.2.1 纵波在自由界面上的反射 |
| 6.2.2 横波在自由界面上的反射 |
| 6.2.3 基于理论分析邻近洞室爆破振动速度安全判据 |
| 6.3 基于数值模拟的爆破安全判据 |
| 6.4 爆破安全判据对比研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工程岩体多尺度力学研究 |
| 1.2.2 地下水封洞库围岩渗流特性与稳定性研究 |
| 1.2.3 地下洞室微震监测研究 |
| 1.3 本文主要研究内容与研究路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究路线 |
| 2 洞库围岩节理测量、统计与模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工程背景 |
| 2.2.1 锦州某地下水封石油洞库工程概况 |
| 2.2.2 工程地质和水文地质条件 |
| 2.3 基于数字摄影测量的洞库围岩节理信息统计 |
| 2.3.1 数字摄影测量系统 |
| 2.3.2 洞库围岩节理测量和分组 |
| 2.3.3 洞库围岩节理参数概率分布规律 |
| 2.4 洞库围岩节理网络模拟 |
| 2.4.1 统计均质区划分及模拟区域 |
| 2.4.2 节理网络模拟参数 |
| 2.4.3 节理网络生成 |
| 2.4.4 节理网络模拟效果检验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 洞库围岩表征单元体及多尺度等效力学分析方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 围岩细观力学参数反分析 |
| 3.2.1 RFPA基本原理 |
| 3.2.2 细观力学参数 |
| 3.3 洞库围岩尺寸效应及表征单元体 |
| 3.3.1 数值分析模型 |
| 3.3.2 尺寸效应分析 |
| 3.3.3 REV及其等效力学参数 |
| 3.3.4 等效力学参数的验证 |
| 3.4 洞库围岩多尺度等效力学分析方法 |
| 3.4.1 多尺度等效力学分析方法 |
| 3.4.2 案例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 地下水封石油洞库开挖过程微震活动特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 洞库施工概况 |
| 4.3 洞库微震监测系统构建与测试 |
| 4.3.1 微震监测原理 |
| 4.3.2 微震监测系统构建 |
| 4.3.3 定位精度测试与波速优化 |
| 4.3.4 波形识别和噪声滤除 |
| 4.4 储油洞室开挖过程微震活动特征 |
| 4.4.1 定量微震学理论 |
| 4.4.2 微震时空分布规律 |
| 4.4.3 微震活动特征与开挖施工的响应关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 开挖过程中的围岩优势渗流通道识别研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 洞库施工期的围岩渗流规律 |
| 5.2.1 RFPA~(2D)-flow基本原理 |
| 5.2.2 典型洞库结构渗流规律分析 |
| 5.2.3 岩脉影响区渗流规律分析 |
| 5.3 新生微破裂的矩张量分析方法 |
| 5.3.1 矩张量理论 |
| 5.3.2 矩张量分析方法 |
| 5.3.3 计算案例 |
| 5.4 洞库围岩优势渗流通道识别 |
| 5.4.1 洞库围岩新生微破裂的空间分布 |
| 5.4.2 洞库围岩新生微破裂的连通性 |
| 5.4.3 围岩优势渗流通道识别 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 开挖卸荷作用下洞库围岩能量演化规律与稳定性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 开挖卸荷作用下的洞库围岩能量演化规律 |
| 6.2.1 开挖卸荷作用下岩体能量种类 |
| 6.2.2 开挖卸荷作用下的岩体能量转化和3E现象 |
| 6.2.3 开挖过程中洞库围岩能量演化特征 |
| 6.3 基于多尺度等效力学分析的围岩稳定性 |
| 6.4 洞库围岩失稳的微震前兆 |
| 6.4.1 围岩失稳前兆分析方法 |
| 6.4.2 围岩失稳的微震前兆特征 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 第2章中K-S单样本检验量临界值表 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）长距离引水隧洞地下泵站洞室稳定性分析及安全评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 围岩稳定分析方法 |
| 1.2.2 结构面对地下洞室围岩稳定性的影响 |
| 1.2.3 地下洞室监测反馈分析 |
| 1.3 本文研究目的与内容 |
| 第二章 岩体计算理论和结构面变形分析方法 |
| 2.1 岩体的本构关系 |
| 2.2 屈服准则 |
| 2.3 强度准则 |
| 2.3.1 Mohr-Coulomb强度准则 |
| 2.3.2 Hoek-Brown屈服准则 |
| 2.4 软弱结构面特征 |
| 2.4.1 软弱结构面的规模和分级 |
| 2.4.2 软弱结构面的力学性质 |
| 2.5 岩体结构面变形破坏形式 |
| 2.5.1 地下洞室围岩破坏机理 |
| 2.5.2 地下洞室围岩破坏特性 |
| 2.6 锚索支护计算方法 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 地下泵站洞室群仿真计算分析 |
| 3.1 工程地质条件 |
| 3.2 地下泵站厂房工程概况 |
| 3.2.1 泵站厂房轴线选取 |
| 3.2.2 泵站厂房组成 |
| 3.3 泵站开挖方案 |
| 3.4 支护技术措施 |
| 3.5 数值模型 |
| 3.5.1 模型尺寸 |
| 3.5.2 边界条件及模型参数 |
| 3.5.3 网格划分 |
| 3.5.4 特征点选取 |
| 3.6 数值模拟结果分析 |
| 3.6.1 洞壁围岩变形分析 |
| 3.6.2 应力分析 |
| 3.6.3 锚索应力分析 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 地下泵站监测成果分析及安全评价 |
| 4.1 地下泵站监测方案 |
| 4.2 现场监测及成果分析 |
| 4.2.1 拱顶位移监测分析 |
| 4.2.2 拱顶锚索监测分析 |
| 4.3 厂房围岩安全评价 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 含软弱结构面的地下洞室稳定性数值分析 |
| 5.1 数值模型的建立 |
| 5.1.1 模型尺寸 |
| 5.1.2 边界条件及模型参数 |
| 5.1.3 网格划分及开挖方案 |
| 5.1.4 接触面的模拟 |
| 5.1.5 分析步骤 |
| 5.2 数值模拟结果分析 |
| 5.2.1 洞壁围岩变形分析 |
| 5.2.2 应力分析 |
| 5.2.3 锚索应力及位移分析 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
（10）抽水蓄能电站地下厂房围岩损伤演化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 施工期地下厂房围岩稳定性的研究现状 |
| 1.2.2 微震监测在开挖损伤区研究的应用现状 |
| 1.3 本文研究内容及方法 |
| 2 地下厂房微震监测系统的构建 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 地质构造与水文条件 |
| 2.1.2 地下厂房围岩特征 |
| 2.1.3 地下厂房地应力状态 |
| 2.1.4 地下厂房施工概况 |
| 2.2 微震监测系统构建 |
| 2.3 定位误差与波形识别 |
| 2.3.1 微震监测的定位误差 |
| 2.3.2 微震信号的波形识别 |
| 2.5 本章小节 |
| 3 基于微震特征的地下厂房围岩稳定分析 |
| 3.1 微震监测及定量地震学原理 |
| 3.1.1 微震监测原理 |
| 3.1.2 定量地震学原理概述 |
| 3.1.3 荒沟地下厂房微震信号震源参数计算 |
| 3.2 微震活动的时空演化规律 |
| 3.2.1 微震活动的时间演化规律 |
| 3.2.2 微震活动的空间分布规律 |
| 3.3 不同因素影响的微震活动特征与微破裂机制 |
| 3.3.1 施工动态与微震活动特征的响应关系分析 |
| 3.3.2 断层识别与围岩微破裂破坏机制研究 |
| 3.4 基于能量耗散原理的围岩局部损伤区识别 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 基于强度折减法的围岩损伤规律研究 |
| 4.1 RFPA2D-SRM的基本原理 |
| 4.1.1 RFPA基本原理 |
| 4.1.2 RFPA2D-SRM的失稳判据 |
| 4.2 典型剖面数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 参数确定与模型建立 |
| 4.2.2 数值计算结果分析 |
| 4.2.3 数值模拟与微震监测的对比验证 |
| 4.3 断层位置对围岩稳定性的影响分析 |
| 4.4 不同偏应力状态下围岩损伤演化规律 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、地下厂房围岩稳定非线性有限元分析及程序（论文参考文献）
- [1]深部地下实验室围岩稳定真三维物理模拟与非线性强度折减分析研究[D]. 刘传成. 山东大学, 2020
- [2]考虑渗透系数非均质性的地下洞室群渗流场分析[D]. 李雅琦. 西安理工大学, 2020(01)
- [3]高压水道帷幕体性能演化机理及其对渗流安全影响[D]. 高培培. 武汉理工大学, 2020(08)
- [4]深埋地下厂房分层爆破中岩体扰动效应[D]. 向晓锐. 武汉科技大学, 2020(01)
- [5]乌东德水电站左岸地下厂房围岩稳定性分析[D]. 高飞. 长江科学院, 2020(01)
- [6]江门中微子实验站地下洞室围岩稳定性分析[D]. 杨克克. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [7]地下水封油库开挖爆破围岩损伤及邻近洞室动力响应特征研究[D]. 周玉纯. 中国地质大学, 2019(05)
- [8]开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究[D]. 庄端阳. 大连理工大学, 2019(06)
- [9]长距离引水隧洞地下泵站洞室稳定性分析及安全评价[D]. 茹荣. 浙江工业大学, 2019(05)
- [10]抽水蓄能电站地下厂房围岩损伤演化规律研究[D]. 高乔. 大连理工大学, 2019(02)