杨房沟水电站地下洞室关键岩石力学问题及工程对策研究

杨房沟水电站地下洞室群规模宏大、地质条件复杂,施工期围岩稳定问题突出。为解决洞室开挖过程中普遍揭露的脆性岩体高应力破坏、缓倾结构面导致的顶拱变形破坏、喷层开裂脱落等岩石力学问题,结合施工地质、监测成果和数值模拟开展动态反馈分析,对洞群围岩稳定性进行了系统地分析和预测。结果表明,在洞室群开挖过程中,上游侧拱肩位置存在应力集中,是导致脆性硬岩发生片帮破坏的主要原因,而及时、有效的系统支护对抑制围岩应力型破坏至关重要;缓倾结构面对顶拱围岩变形与稳定起着控制性作用,主要表现为断层下盘岩体坍塌破坏和深层变形问题;在中高地应力条件下,受不利地质构造和施工质量等因素控制,洞室顶拱混凝土喷层容易发生开裂、脱落问题。通过开展施工期围岩监测反馈分析,不仅能够解释围岩变形破坏机制,而且能够为支护设计优化和信息化施工提供科学依据。     

渗漏对武汉地区长江一级阶地地连墙结构基坑影响的离心模型试验研究

武汉地区长江一级阶地是典型的二元结构地层,承压水与长江和汉江贯通,地下水位的变化极易对该区域的基坑工程造成危害,尤其是当基坑地连墙存在渗漏点时。假设承压水位上升导致渗漏点出现渗水或流砂,渗漏点逐渐增大甚至会威胁地连墙稳定,或导致墙外地表下沉。以武汉地区某临江基坑为原型,采用离心模型试验,针对地下水位升高引起地连墙薄弱点出现渗透的问题,研究基坑的变形和稳定性。试验结果表明,当基坑地连墙上部预设薄弱点且承压水位超过地连墙薄弱点时出现渗漏破坏,造成的地连墙外侧地基沉降明显增大,且影响范围大,这与基坑开挖引起的变形规律显著不同。研究成果为武汉地区长江一级阶地受承压水位影响的基坑工程设计和施工提供参考。     

边界约束对弯曲-伸展元三轴波速试验的影响

利用弯曲-伸展元开展干砂小应变剪切波试验和除气水压缩波试验,研究了三轴试样的不同约束边界对弯曲-伸展元量测剪切波速和压缩波速的影响,并对波速试验结果进行分析。研究结果表明:以干砂为试验对象的剪切波速试验结果介于砂土中剪切波速与边界材料的剪切波速之间,受到约束边界的材质、长度和壁厚的显著影响;而以除气水为试验对象的压缩波速试验结果受样品约束边界的影响较小。在不同约束材质下,剪切波在干砂中的传播速度与约束材料的刚度有关,材料的刚度越小对干砂剪切波速测试结果影响越小。弯曲-伸展元激发频率的相关性与边界约束无关,只与测试材料有关。研究成果有助于获取准确的弯曲-伸展元波速试验结果。     

移动列车作用下大直径顶管群和路基的动力变形和应力

大直径顶管下穿重要铁路干线时,路基的承载力和动力特性必将发生改变,铁路部门要求列车运行时顶管上方竖向动位移与顶管施工前相比变化量≤5 mm。对列车驶过顶管群上方铁路的过程进行了数值模拟,给出路基瞬时竖向位移和顶管附加动应力等结果。采用三维有限元Newmark动力时程分析法和seed等效线性法模拟路基的振动软化,按照实际工程考虑6根直径4.7 m的顶管群下穿京沪铁路,计算列车速度分别为100,200 km/h。计算结果表明,在管道埋深12 m时,路基最大竖向动位移增加1.3 mm,顶管受到的附加拉(压)动应力为0.14 MPa左右,顶管群对铁路运行的影响在容许范围内。     

基于水资源系统可持续性的南水北调进京规模分析

基于水资源系统可持续性评价的基本理论与方法,分析了不同供水条件和需水方案下北京市2025年水资源系统可持续性和南水北调对北京市未来水资源系统可持续性的影响,并从可持续性角度确定了不同发展情景下南水北调调水规模的阈值。结果表明:南水北调可总体改善北京市未来水资源系统可持续性,但在较高需水方案下或丹江口水库遭遇特枯水年时,北京市水资源系统可持续性状况不容乐观;未来应在科学制定需水方案的基础上合理增大南水北调调水规模,加强应急保障措施和资源战略储备,提升北京市水资源系统可持续性,实现首都水资源可持续发展。     

静态温度分层水体中点源羽流云团垂向运动规律

为了解水温分层型水库中瞬时点源污染物的运动规律,通过物理试验研究了点源羽流云团在静态温度分层水体中的垂向运动规律。试验结果表明:不同水温结构水体中,羽流云团的运动规律有着显著差异;线性分层水体中,云团沉降时横向扩散受到一定限制;有温跃层存在的水体中,云团会在温跃层位置停滞,由于云团与环境水体密度之间的差异,可能出现Rayleigh-Taylor不稳定或双扩散对流,并出现指状侵入;云团垂向沉速与所受浮力正相关,与云团前锋位置和浮力频率负相关。     

内孤立波环境下柱体的受力特性

针对以往孤立波对柱体作用研究多只针对柱体的整体受力开展,少有研究精细获取柱体不同部位受力特性的问题,借助三维大涡模拟(LES)数值波浪水槽,通过提取柱周流场及压强分布,得到柱体所受压差阻力及黏滞力的垂向分布,对柱体在孤立波环境中的受力特性进行了分析,并采用多元线性回归分析,构造综合影响参数分析了柱体受力特性,构建了柱体受力系数经验表达式。结果表明:上下层水体中方柱所受压差阻力约分别为圆柱的1.5倍和3.5倍;作用于柱体上的黏滞力比压差阻力小1或2个数量级,可忽略流体的黏性效应;综合影响参数与相对波幅正相关,与上下水深比负相关。     

某抽水蓄能电站水淹厂房的应急处理措施

针对某抽水蓄能电站地下式厂房的特点,对水淹厂房事故发生的风险因素及预控措施进行了详细分析,并重点阐述了不同类型水淹厂房事故的处理措施,可防止电站发生水淹厂房的情况,并提高其处置能力。     

乌东德水电站建设岩石力学工程问题科技创新的思考

乌东德工程因所处河谷复杂严峻的自然环境条件及区域地质地震背景,面临枢纽工程布置、高陡边坡治理、大坝建基岩体选择与建基面确定、复杂地下洞室群安全施工、远程泥石流灾害预警、近坝大型滑坡体及水库岸坡安全稳定等工程地质和岩石力学关键问题的挑战。建设单位、设计单位、科研单位与技术咨询单位的众多工程师和科学家协同攻关,艰辛探索,攻克了工程建设过程中一系列的岩石力学关键技术问题,创新了遵循岩石力学规律特性的工程管理方法,促进了乌东德工程安全优质建设。本文结合工程建设进展,总结了乌东德工程岩石力学关键技术的科技创新,展望了绿色水电开发、建设、运行科技创新的方向。     

新形势下水电厂运行班组安全精细化管理的探索与实践

近年来随着水力发电企业安全管理水平不断提高,基层班组管理也越来越规范。从精细化角度分析水电厂运行班组安全管理的各项措施,并对如何实现班组安全精细化管理进行了积极的探索和实践,有效提高了班组安全管理水平,保障了企业经济效益和可持续发展。