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成果名称：
三维地质力学模型试验新技术及其在超大型水电站地下厂房洞室群研究中的应用
成果密级： 公开
完 成 单 位： 清华大学、国家电力公司成都勘测设计研究院
鉴定证书号： 鉴字[SW2002]第 005 号
鉴 定 日 期： 2002年4月15日
鉴定委员会主任委员： 钱七虎 院士
任务来源： 自选（结合国家电力公司成都勘测设计研究院委托的"溪洛渡水电站地下厂房洞室群施工仿真三维地质力学模型试验"完成）
成果主要内容：
本成果是首次大规模三维高仿真度地下洞室群施工过程模拟试验研究。主要成果包括：
① 研究采用了新型廉价模型材料NIOS，成功以容重比尺1比1模拟了高容重岩体材料，制作出近100吨重的超大型岩体模型，具备了模拟洞室群开挖的前提；
② 提出了离散化多主应力面加载原理，研究制造了三维加载和监控系统，使模拟复杂三维初始地应力场得以实现；
③ 开发研制了三级定位系统、微型步进TBM掘进机和内窥监测系统，克服了进行模型洞室群的隐蔽开挖的困难，仿真模拟了洞室群施工开挖过程；
④ 采用合作研制的微型多点位移计，以及采用光纤传感器、声波测试、内窥技术等多种测量手段成功进行了模型内部物理量的测量。
⑤ 采用上述新技术完成了拟建的世界规模最大的地下水电站，溪洛渡水电站地下厂房洞室群施工仿真三维地质力学模型试验，取得了满意的成果。
成果的鉴定水平： 总体达到国际领先水平
成果推广应用前景： 本项成果可用于我国超大型水电站、大型矿山井巷、交通和铁路隧洞、军工地下工程及其它地下洞群三维仿真试验研究。虽然数值仿真方法已经广泛应用，但对于超大型工程，地质力学物理模型试验研究则仍然是必要的。由于物理模型是真实的物理实体，在基本满足相似原理的条件下，它更能真实地反映地质构造和工程结构的空间、时间关系，更准确地模拟施工过程和影响。试验结果能给人以更直观的概念和感受，以便从全局上把握岩体工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点，以及各洞室或结构之间的相互关系，从而做出相应的判断。其次，也可以通过物理模型试验，对各种数值分析结果进行一定程度上的验证，而不必等到工程施工以后。这无疑对于大型或超大型岩体结构工程研究和设计是有重要意义的。我国西部大开发和西电东送战略，为大型和超大型地下工程的建设提供了新的发展机遇，本成果无疑会具有广泛的推广应用前景，及良好的经济和社会效益。
综上所述，本成果目前已应用于溪洛渡水电站地下厂房工程，它的成功证明，采用新材料、新方法和高新技术进行复杂岩体、复杂地应力条件下的地下洞室群三维地质力学仿真模型试验，已成为可能，而且效果令人满意。它开辟了岩体工程尤其是地下工程研究的新途径，而我国今后开发建设大型或超大型地下空间的前景又非常广阔，因此该成果的经济效益和社会效益应该说是相当可观的。
成果处供稿
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