文档介绍：第卷第期
年月水力发电
水电站地下洞室群非线性地震反应数值仿真
张运良,郭放
大连理工大学建设工程学部水利工程学院,辽宁大连
摘要:为了解水电站地下厂房洞室群非线性地震反应特点,结合某实际工程采用拉格朗日显式差分法进行数值仿
真,考虑了初始地应力、分步开挖与柔性支护以及岩体材料弹塑性等影响,考察了主厂房洞室围岩的地震位移、速
度、加速度等时、频域反应特征,并对围岩稳定性进行了判别。结果表明,地下岩石洞室围岩的地震反应属低频震
动;地震波竖向传播时,洞室围岩壁各点的位移或速度、加速度反应波形基本相似,且几乎同步;地震作用不
利于洞室的稳定。
关键词:水电站地下洞室群;非线性地震反应;数值仿真;围岩稳定性

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中图分类号:;; 文献标识码: 文章编号:———
引言群的地震反应特点,进行动力稳定性复核积累经验,
为设计提供参考。
近年来。大型水电站地下厂房洞室群的抗震问
基本理论与方法
】由于所
涉及的问题较复杂,该研究目前仍不成熟,尤其是本文采用带拉伸截断的摩尔一库伦直线形弹塑性
对大型地下洞室群的三维动力非线性数值仿真还不模型来模拟岩体的屈服与破坏。
多见,仍需结合具体工程积累研究经验。静力分析时,地表自由,模型四周法向约束,
本文以某抽水蓄能电站地下厂房为例, 建立三底部固定。在静力分析并达到平衡的基础上,进行
维数值仿真模型, 考虑初始地应力、分步开挖与锚输入地震作用下的动力分析, 此时除地表仍为自由
杆及锚索支护,对主厂房洞室影响较大的不良地质边界外, 模型四周及底部采用基于平面波假设推导
体如局部蚀变岩的存在及岩体材料非线性等因素, 出的粘性边界。地震动输入在底边界施加法向和切
考察地震作用过程中洞室围岩的位移、速度、加速
度等时、频域反应特征,对主厂房洞室的围岩稳定收稿日期:——
性进行综合。本文的工作依托于。软件平作者简介:张运良一,男,安徽毫州人,副教授,博士
,可为了解地下厂房洞室研究方向为水电站和核电站建筑物结构分析与安全评价.
.. 固
向应力时程, 与输入地震动速度时程相关;在模型平。
四周侧边界施加自由场地震动。控制为
有关动力分析理论及方法详见手册。计算仅模拟对主厂房洞室稳定性影响较
大的蚀变岩脉,不考虑离主厂房洞室较远的裂隙和
工程概况及计算参数
小断层。材料静、动力参数统一取值见表。
. 工程概况计算中设水泥浆的内摩擦角、与岩孔孔壁及钢筋的
某抽水蓄能电站地下洞室群主要由进水洞、主粘结强度、锚杆和锚索的抗拉、抗压强度足够大,
厂房、尾水洞、调压井等组成, 其中主厂房洞室开以模拟支护具有足够的加固能力。
挖尺寸为... 长×宽×高. 表材料参数
垂直埋深约~。电站引水系统采用洞
机的布置方式,尾水系统采用洞机的布置方式。
电站装机容量为。设计地震基本加速度
为.。
在静力计算开始时,首先,施加初始地应
计算参数
力场。根据