论文摘要
随着西部大开发战略的实施,在未来几十年我国将在西部规划并建立许多大型水利水电工程,建成后构筑物的稳定性尤为重要,而岩体蠕变效应引起的水电站两岸坝肩、坝基部位边坡的稳定性问题是关键问题,因此岩体蠕变特性对岩体工程的稳定性具有重要的意义。如何根据坝区现场原位压缩蠕变试验资料,合理准确地反演岩体的压缩蠕变参数,是目前急需解决的问题。本文以大岗山水电站坝区辉绿岩脉及断层破碎带为工程应用背景,综合应用解析反演法和智能反演法,提出了解析-智能反演方法,有效解决了坝区复杂岩体压缩蠕变参数的反演问题,并对大岗山水电站蓄水运行后坝肩、坝基边坡的长期稳定性进行了评价。具体说来,本文主要完成了以下工作:（1）针对水电站工程中常用的现场承压板岩体压缩蠕变试验,推导了圆形刚性承压板下表面岩体压缩蠕变变形公式。根据粘弹性理论,推导了圆形承压板下半无限体的粘弹性解析表达式,建立了基于现场承压板试验的岩体压缩蠕变参数解析反演方法。（2）用建立的解析反演方法对大岗山坝区辉绿岩脉及断层破碎带的压缩蠕变参数进行反演,得到了该岩体压缩蠕变参数的解析反演结果。（3）综合考虑解析反演法与智能反演法的优缺点,将这两种反演方法相结合,建立了岩体压缩蠕变参数的解析-智能反演方法。（4）用建立的解析-智能反演方法对大岗山坝区辉绿岩脉及断层破碎带的压缩蠕变参数进行反演,得到了该岩体蠕变参数的解析-智能反演结果,并与解析反演结果进行了对比。（5）将反演得到的软弱岩体压缩蠕变参数应用到实际工程中,用FLAC3D软件建立大岗山坝区三维地质力学模型,并进行开挖蓄水计算,根据计算结果分析了坝区边坡的长期稳定性。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 压缩蠕变研究的目的与意义1.2 国内外研究现状综述1.2.1 岩石压缩蠕变特性的研究与理论分析1.2.2 岩体参数反分析方法1.2.3 水电坝区岩体压缩蠕变参数反演现状1.3 本文的主要研究内容、技术路线与创新点1.3.1 主要研究内容1.3.2 研究技术路线1.3.3 本文主要创新点第二章 大岗山坝区现场刚性承压板试验及其成果分析2.1 现场承压板试验简介2.2 大岗山坝区刚性承压板试验点地质概述2.3 试验的加载方法、测读顺序及试验结果2.3.1 试验分级加载及加载方向2.3.2 试验数据测读记录顺序2.3.3 试验成果整理2.4 试验点岩体压缩蠕变力学模型的辨识2.4.1 试验点岩体压缩蠕变变形随时间的变化规律2.4.2 试验点岩体压缩蠕变力学模型的识别2.5 本章小结第三章 坝区岩体压缩蠕变参数的解析反演3.1 岩体压缩蠕变粘弹性位移解析解的建立3.1.1 刚性承压板下岩体压缩变形计算公式的推导3.1.2 基于刚性承压板试验的粘弹性位移解析解推导3.1.3 基于柔性承压板试验的粘弹性位移解析解分析3.2 岩体蠕变参数解析反演方法的建立3.2.1 设计变量与目标函数的建立3.2.2 岩体蠕变参数解析反演方法的基本步骤3.2.3 岩体蠕变参数解析反演方法的技术路线3.3 大岗山水电坝区岩体压缩蠕变参数解析法反演3.3.1 反分析目标函数的建立3.3.2 蠕变参数解析反演结果及其分析3.4 本章小结第四章 岩体压缩蠕变参数的解析-智能反演方法4.1 概述4.2 解析-智能反演方法的建立4.2.1 解析-智能反演方法的基本步骤4.2.2 智能反演方法部分程序实现流程4.2.3 解析-智能反演方法的技术路线4.3 大岗山水电坝区岩体压缩蠕变参数解析-智能法反演4.3.1 压缩蠕变参数的解析法反演4.3.2 参数反演的样本设计3D的三维粘弹性正分析'>4.3.3 基于FLAC3D的三维粘弹性正分析4.3.3 压缩蠕变参数的智能法反演4.4 本章小结第五章 大岗山水电站拱坝蓄水运行后坝区边坡稳定性分析5.1 大岗山水电站工程概述5.1.1 工程基本概况5.1.2 坝区基本地质条件5.2 三维数值计算参数与计算条件的选取5.2.1 数值计算范围的选取5.2.2 三维力学模型的建立5.2.3 坝区岩体力学模型5.2.4 坝区岩体物理力学参数5.2.5 三维数值计算模拟方法及顺序5.3 大岗山坝区初始地应力场反演5.4 大岗山水电站拱坝蓄水运行后边坡稳定性分析5.4.1 蓄水运行后边坡岩体的位移分析5.4.2 蓄水运行后边坡岩体的塑性区分布5.4.3 蓄水运行后软弱岩体的压缩蠕变分析5.5 计算结论第六章 结论与展望6.1 结论6.2 展望参考文献致谢硕士在读期间发表的论文学位论文评阅及答辩情况表
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