向天兵
- 作品数：9 被引量：212H指数：7
- 供职机构：中国水电工程顾问集团公司昆明勘测设计研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学水利工程更多>>
- 锦屏二级水电站地下厂房围岩局部不稳定问题的实时动态反馈分析与工程调控研究被引量：24
- 2008年
- 针对大型地下洞室开挖中频繁出现的局部失稳问题,提出围岩局部不稳定问题的实时动态反馈分析方法,满足了洞室不稳定区域防治的快速化和科学性要求。以具有代表性的锦屏二级水电站地下厂房第二层开挖过程中厂右0+263安装间部位上游边墙围岩单层变形增量达20 mm、变形速率达3.4 mm/d这一潜在不稳定问题为例,通过该部位围岩稳定性的实时动态反馈分析与工程调控的全过程分析,阐述如何走一条理论跟踪分析与工程调控相结合的新途径,以消除围岩的安全隐患。实践表明:将现场多元信息、反演分析和工程调控有机结合的实时动态反馈分析是解决地下工程局部稳定性问题的有效途径。另外,基于加固后的围岩等效力学参数的对比,通过现场工程实例方式证实锚杆提高围岩力学强度这一物理效应。
- 江权侯靖冯夏庭张春生陈建林向天兵
- 关键词：岩石力学锦屏二级水电站
- 大型洞室群稳定性分析与智能动态优化设计的数值仿真研究被引量：23
- 2011年
- 为实现数值仿真计算结果能准确反映大型洞室围岩实际力学行为,结合锦屏二级水电站地下厂房枢纽洞室群稳定性分析,在阐述大型地下洞室群数值仿真计算要点基础上,首先重点从岩体本构模型识别和力学参数识别2个方面详细介绍如何实现数值仿真计算的正确化。采用考虑空间分布协调的多元监测信息的6次岩体力学参数跟踪识别,获得锦屏二级地下厂房岩体的等效力学参数,从而通过参数反分析的方法在一定程度上证明岩体等效力学参数具有相对稳定性和可识别性。同时,结合数值模拟展现出的围岩应力、变形、塑性区等方面计算结果与工程岩体的具体地质条件和洞室群结构特点,论述锦屏二级水电站地下厂房上游高边墙变形较大、下游侧拱围岩与喷混凝土破坏、母线洞环状开裂、交叉洞口局部塌落等洞室围岩的变形与破坏机制。最后,结合锦屏二级地下厂房枢纽洞室群稳定性分析与实践的研究认识,对大型地下洞室修建中诸如结构面密集的高边墙支护问题、围岩应力集中区支护问题、工程区地下水对围岩稳定性影响等问题进行论述,并探讨如何通过数值仿真计算、现场监测与经验丰富的专业人员的有机结合来实现大型地下洞室群稳定性设计的科学化。
- 江权冯夏庭向天兵周辉陈建林补约依呷侯靖
- 关键词：数值模拟大型洞室群稳定性分析
- 考虑围岩衬砌相互作用的钢筋混凝土衬砌数值模拟被引量：7
- 2016年
- 考虑围岩与衬砌相互作用下,如何实现拟衬砌结构的准确模拟是深埋水工隧洞设计施工所重点关心的问题。论文提出了一种"实体单元+结构单元"的钢筋混凝土衬砌模拟方法,并在数值计算软件中实现,对其参数取值开展了研究,确定了适用于该方法的界面刚度计算公式及界面厚度取值范围。得到如下结论:(1)FLAC手册中推荐的界面刚度公式更加适用于该方法;(2)界面厚度的合理取值为0.55倍钢筋半径。最后通过受压和受弯构件的理论解验证了不同受力环境下方法的合理性,并结合锦屏二级水电站引水隧洞钢筋应力的实测数据,验证了结论的适用性,对工程计算中相关参数取值有很好的借鉴意义。
- 周辉高阳张传庆向天兵
- 关键词：钢筋混凝土衬砌数值模拟FLAC
- 大型洞室群智能动态设计方法及其实践被引量：26
- 2011年
- 针对复杂地质条件下高边墙、多洞交叉的大型洞室群多步开挖过程中的强卸荷特点,采用经验类比、数值分析、智能分析等方法的综合集成,提出复杂条件下大型洞室群稳定性分析、开挖过程与支护设计的智能动态设计方法。该方法以解决大型地下洞室群不同设计阶段稳定性需要解决的关键问题为目标,从地质条件的认识、地应力分布特征的把握、高边墙多洞室交叉的围岩变形破坏机制的理解到围岩稳定性评价、破坏模式识别、调控措施(开挖过程和支护方案)全局优化以及施工过程中的反馈分析与动态调整的系统全过程进行研究,论述地下洞室群修建前的初步设计方法和洞群修建过程中的动态最终设计方法。在锦屏二级水电站地下厂房设计与施工全过程的应用实践表明,该方法可以实现大型洞室群设计与施工的信息化、智能化和科学化。
- 冯夏庭江权向天兵张春生吴世勇
- 关键词：大型洞室群动态设计方法锦屏二级水电站稳定性破坏模式
- 大型洞室群围岩破坏模式的动态识别与调控被引量：37
- 2011年
- 在归纳地下工程围岩破坏模式分类、分析方法和控制措施等方面研究成果的基础上,建立大型地下洞室群围岩破坏模式的分类方法。该分类方法充分考虑大型洞室群大尺寸、大高宽比和多洞室相互作用等特点,依据控制因素、破坏机制、发生条件3个层次归纳出18种典型的围岩破坏模式,给出每种破坏模式的主要稳定性分析方法和针对性控制措施等方面的建议。并进一步根据大型洞室群分步开挖过程中不断更新的工程地质条件和围岩性状,提出围岩破坏模式的动态识别、复核与调控方法。该方法已成功应用于锦屏二级水电站地下厂房洞室群的开挖过程中围岩破坏模式识别和实时工程措施(开挖和支护)调控,实现施工过程中围岩局部不稳定性问题的识别、预测与动态调控。实践表明,该方法实用、科学和系统,可有效地指导大型地下洞室群施工过程中的开挖与支护设计动态优化,避免局部不稳定性问题的发生。
- 向天兵冯夏庭江权陈建林万祥兵
- 关键词：隧道工程大型地下洞室群破坏模式
- 考虑岩体劣化的大型地下厂房围岩变形动态监测预警方法研究被引量：12
- 2010年
- 针对大型地下厂房洞室开挖后围岩力学参数发生劣化的事实,以及大型地下厂房允许变形无相关规范参考的缺陷,在分析地下厂房围岩失稳机制基础之上,基于强度折减法思想,提出大型地下厂房围岩劣化折减计算方法,建立围岩变形的动态预警路线体系。该体系应用屈服接近度指标确定围岩的劣化区域,折减劣化区域内的变形模量、凝聚力及抗拉强度值,在折减计算过程中依据围岩的变形、劣化区体积、释放能量三者之一发生突变作为围岩失稳判据,获得围岩失稳的变形预警值,并与现场变形监测值对比分析,从而实现围岩稳定状况的快速判别。地下厂房实例分析表明,该方法可为洞室稳定性判断提供定量依据,较好地满足了地下工程建设需要。
- 陈国庆冯夏庭江权李邵军向天兵
- 关键词：岩石力学地下厂房
- 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究被引量：28
- 2009年
- 针对含结构面岩石的脆性破坏现象,探讨了三向应力条件下岩体破坏的单结构面控制效应。利用真三轴试验进行验证,系统研究了单结构面岩石试样在模拟工程岩体开挖卸荷与支护应力路径下的力学行为、结构控制规律及声发射(AE)特征等。研究表明,(1)三向应力下单结构面控制效应能够较好地描述工程岩体的结构控制规律和卸荷、支护作用,真三轴试验结果与理论分析较为吻合;(2)开挖卸荷与支护应力路径下,含结构面岩体的破坏模式、卸荷的影响和支护效果等均与应力状态、支护强度及结构面参数有关,可依据结构控制规律,从工程方位布置、提供合理支护等方面采取措施避免岩体发生结构控制破坏;(3)试样的AE活动和能量释放规律与完整试样相似,但结构面的存在降低了试样储能能力,且95%以上的应变能在破坏阶段突然释放。试验研究和结构面控制效应的探讨对地下工程岩体开挖支护有一定的指导意义。
- 向天兵冯夏庭陈炳瑞江权张传庆
- 关键词：三向应力真三轴试验岩石声发射
- 基于数值模拟的围岩和衬砌协调分析方法研究被引量：1
- 2013年
- 针对水工隧洞衬砌结构传统设计方法的局限性,提出了基于数值模拟手段的围岩和衬砌结构协调分析的方法,重点研究了组合式支护结构的模拟方法、混凝土和钢管衬砌的设计与验算及荷载的作用机制及其模拟。工程应用结果表明,该方法实用、可靠,为复杂条件下水工隧洞衬砌结构设计提供参考。
- 向天兵程芸张传庆
- 关键词：水工隧洞衬砌设计数值模拟
- 基于强度折减原理的地下洞室群整体安全系数计算方法探讨被引量：69
- 2009年
- 为解决大型地下洞室群的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的地下洞室群整体安全系数求解方法。该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞室之间的等效塑性应变贯通作为洞室群整体失稳的临界判据。洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数(黏聚力c和内摩擦角φ)按F值折减代入数值计算中,使计算模型的洞室间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现。拉西瓦水电站地下发电枢纽洞室群和锦屏二级水电站A、B辅助洞两个典型工程实例的整体安全系数计算表明,该方法可以便捷、客观地获得洞室群的整体安全系数,可为大型地下多洞室的稳定性评价和开挖与支护设计提供定量指标和科学依据。
- 江权冯夏庭向天兵
- 关键词：岩石力学地下洞室群安全系数强度折减稳定性分析
