水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

发布时间：2020-07-18 16:27

【摘要】：我国西南区域的水能源十分丰富,该地区已建或者在建的大型水电站工程多数采用了深埋地下的引水发电体系,它的地下厂房大多都有着“高边墙、大跨度”的特征。地应力场繁复、岩性差异大,在地质构造发育的深埋山体里,围岩的稳定则是工程施工期重点关注的内容。本文反演了地下厂房洞室群所在区域初始地应力并与实测数据相比较,计算三维渗流场并作为后续洞室的围岩稳定的分析根本,对地下厂房洞室群开挖、锚固支护以及洞室群布置进行了全方位的计算分析,为正确认识和评价地下洞室群的围岩稳定性,验证地下洞室群施工开挖步骤的合理性产生了理论支持。本文重要的研究内容以及结果如下:(1)对地下厂房的三维初始地应力场进行反演和拟合。按照山体地形、地质以及地貌条件,采取分期开挖的方法,经过有限元反演逼近实测点地应力值的方式,得到工程区初始地应力场。(2)地下厂房三维渗流场以及对渗控措施的分析。根据实测地下水位计算施工期渗流场,对布置拟定的排水孔幕、排水廊道等渗控措施进行模拟计算后发现,地下水位在排水孔幕前后降低50m左右,使得地下厂房大部分区域位于地下水位以上;厂区地下水头较邻域大大下降,显著地改进了厂房等洞室围岩中的渗流场,表明制定的防渗排水方法排水降压效果明显。(3)地下厂房三维整体分期开挖和锚固支护稳定特征分析。采用开挖与锚固同期的方式,每期开挖完成后,及时采取锚固措施,并从洞室群的整体稳定角度评价拟定了开挖方式、拟定的喷锚支护措施的合理可行性。(4)地震作用对地下厂房围岩稳定的影响分析。地下厂房三维整体开挖支护完成后,考虑地震作用,采用拟静力法计算洞室群围岩在锚杆、喷层等支护条件下的稳定情况,并与未考虑地震作用计算结果做比较。加上地震作用之后,总破坏体积增加26.9%,洞室围岩塑性、回弹和开裂区产生了调整,洞室围岩绝大部分进入塑性区,洞室交口锚杆应力、开裂深度、洞四周围岩产生的最大塑性深度都增加。地震作用对顶拱、拱座和洞室交口处的围岩应力偏张量影响较大,对地下厂房围岩整体稳定也产生了部分的影响。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV223
【图文】：

2 初始地应力场分析天然容重（KN/m3）变形模量G(GPa)泊松比μ抗剪断强度 抗压强度（MPa）f

本文编号：2761137