蒲石河抽水蓄能电站地应力与地下厂房设计关系浅析

蒲石河抽水蓄能电站采用地下厂房，厂房埋深达２６０ｍ。厂房部位的最大水平主应力１４．３９ＭＰａ，最小水平主应力９．２４ＭＰａ，均大于垂直向自重应力７．０６ＭＰａ。通过自重应力场，天然应力场以及最大水平主应力方向与厂房轴线方向的不同交角对厂房洞室的不同影响比较，地应力的存在对厂房洞室开挖后的应力重分布及稳定性影响定量分析，表明在地下厂房设计中，地应力的大小和方向都是设计过程中不可缺少的一项指标，直接关     

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房地应力特征及岩爆判别

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区的实测最大水平主应力为１４．３９ＭＰａ，远大于自重应力７．０６ＭＰａ，说明地下厂房区受构造运动控制，这样的地应力场对高边墙大跨度的深埋２６０ｍ的地下厂房将产生一定的影响．通过地下厂房的三向应力场分析及与岩石本身强度的比较，说明地下厂房区为中等构造影响区．依初始地应力大小判断，地下厂房洞室不会产生岩爆破坏，但厂房的长轴应与实测的最大水平主应力方向保持小角度相交或平行，以免因应力重分布在洞壁产生应力集中而有岩爆破坏产生的可能．     

卡里巴水电站地下厂房区应力场回归分析及评价

为了对卡里巴水电站地下厂房区地应力场特征及其围岩稳定性进行评价,采用基于三维有限元模拟的多元回归分析方法,对地应力实测资料进行了回归拟合,获得了工程区应力场的分布规律。其中,计算值与实测值能较好地拟合,回归效果良好。根据回归分析结果可知:地下厂房区以水平向构造应力场为主,属于低应力区,其应力分布主要受地形地貌、地层岩性和断裂构造的影响;最大水平主应力与拟订地下厂房的长轴线近于平行,有利于厂房围岩的稳定。     

广西岩滩水电站地下厂房区地应力测试与分析

采用水压致裂法和钻孔孔壁应变测量法两种测量方法对广西岩滩电站二期工程地下厂房区进行了地应力量测。通过对实测资料进行比较和分析认为：两种方法测量的成果一致性较好;岩滩电站二期工程地下厂房区处于一般应力水平;受复杂地质构造影响,地下厂房区存在构造应力痕迹;地下厂房轴线与最大主应力σH方向为小角度相交,地应力场对厂房洞室稳定有利;地应力场对地下厂房稳定性的影响有限。     

抽水蓄能电站地下厂房区地应力测试研究

地应力是抽水蓄能电站地下厂房区围岩稳定性评价的重要依据。采用水压致裂法对某拟建抽水蓄能电站地下厂房区和高压岔管部位展开现场地应力测试,获取测孔围岩破裂压力、瞬时关闭压力、重张压力等平面应力测试参数,并基于这些参数计算岩体三维地应力。测试结果表明:3个测试断面最大主应力均小于10 MPa,倾角介于56.64～68.50°之间,方位角介于340.34～18.61°之间;中间主应力和最小主应力分别介于5.41～7.61 MPa、4.08～6.71 MPa,倾角值均较小;竖向应力分量与自重应力理论计算值基本一致,表明地下厂房区和高压岔管区地应力场均以自重应力场为主。水压致裂法测试地应力成果规律性较好,可为类似工程提供参考借鉴。     

广州抽水蓄能电站厂区地应力测定及分析

本文介绍了广州抽水蓄能电站地下厂房区岩体全应力场的实测成果,以及用有限元回归拟合计算的厂房区地应力场结果。分析表明:该厂房区地应力场系由自重与构造应力场叠加,而以自重应力场为主导的应力场,最大水平应力约为10MPa,其方向为NNW向。在设计高边墙、大跨度的地下厂房时,必须给与足够的重视。     

水布垭工程地下厂房区三维地应力测试研究

清江水布垭水利枢纽工程地下厂房区水压致裂法地应力测试成果表明：地下厂房区是以自重为主导的应力场,为中等地应力水平地区;地应力场的构成符合该地区地质力学机制。     

广东清远抽水蓄能电站岩体水压致裂综合测试与应用研究

广东清远抽水蓄能电站的输水隧洞围岩承受最大静内水压力高达7.0 MPa,因此原地应力状态、围岩自身承载能力及高压透水性状等对工程的科学设计不可或缺。测量结果表明,工程区现今地壳应力场的总体特征为:水平主应力为最大主应力,最大水平主应力的优势方向为NW向;厂房区围岩的最大主应力值一般为14.5±0.5 MPa,最小主应力值一般为9±0.5 MPa;围岩自身的抗载强度一般为10~14 MPa;在8~10 MPa高压力作用下围岩基本不透水。洞室围岩物理力学参数的这些测试成果,为工程的科学设计提供了可靠依据。     

金川水电站地下洞室围岩初始地应力分布规律研究

大型地下洞室群岩体初始地应力分布规律对洞室开挖过程中的围岩稳定有着重要影响。采用水压致裂法对岩体初始地应力进行量测;在有限元软件Miads中,以实际地形建立大范围的有限元模型,对地下洞室群附近岩体的初始地应力场进行反演分析。结果表明,地应力大小分布与地表地势高低具有一定关系,距离岸边一定范围内,靠近河谷方向主应力由增大转为减小;地下洞室围岩最大主应力值为5.81~8.31 MPa,最大水平主应力方向集中在N65°E~N80°E,量值为4.0~6.0 MPa,水平侧压力系数为0.69~1.28。地下洞室围岩应力场由自重应力和构造应力叠加而成,属于低应力地区。     

解峪地下泵站地质勘察及厂房布置方法

介绍了解峪地下泵站的工程和地质概况,通过地下厂房围岩质量和完整性分析,结合地下厂房围岩地质构造和地应力状态,提出了在高地应力区厂房轴线与最大水平主应力方向宜一致或小角度相交,厂房长轴方法选定时,要以主要结构面为主控制因素.     

某电站地下厂房硐室群分阶段开挖数值模拟

根据某电站地下厂房工程地质条件和开挖设计方案,采用ANSYS有限元软件进行三维地质建模,并以地应力实测结果为参照反演分析初始地应力场,在此基础上进行地下硐室群分阶段开挖数值模拟计算,进而分析硐室群开挖过程中分步开挖对围岩应力场、位移场和塑性破坏特征的影响。结果表明:受硐室集中开挖影响,最大主应力的高值出现在地下硐室群开挖集中部位,硐室拐角处也易出现应力集中;岩体开挖后围岩卸荷回弹,围岩最小主应力局部呈减小趋势;地下硐室围岩位移的高值与最大主应力高值部位基本重合,主厂房和主变洞开挖跨度大,在边墙中部可能出现较大的位移值,硐室底板围岩同样可能因卸荷回弹而出现较大的位移值。     

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房轴线方位优化

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区岩体初始应力场以水平应力为主导，水平压应力的各向异性较大，最大水平主应力方向约ＮＥ１０３°左右。结合侧压力系数、岩体结构、地下水等因素综合分析认为，地下厂房轴线方位有进一步优化之必要和可能，若将现厂轴线逆时针旋转１５°（即改为ＮＷ２６５°）左右，则地下厂房围岩稳定状况将进一步得到改善。     

地应力对洞室轴线布置影响的二维数值分析

深埋洞室处于高地应力条件下,水平应力常大于垂直应力, 且水平方向应力也不均匀,洞室稳定性主要受初始应力场控制。采用可以施加轴向应力的二维非线性有限元方法,计算模拟并列双洞和单洞,研究自重应力场、最大主应力与洞线平行和垂直等三种应力场条件、两类岩石地下洞室轴线的选择对围岩变形及稳定的影响。结果显示,最大主应力与洞轴平行时,塑性区主要分布在边墙部位;最大主应力与洞轴垂直时,塑性区主要分布在洞室顶底部。《水工隧洞设计规范》中洞线宜与最大主应力方向一致的适用性是有条件的。     

阳江抽水蓄能电站岩体水压致裂综合测试与应用研究

阳江抽水蓄能电站的输水隧洞围岩承受最大静内水压力高达7．88MPa，因此原地应力状态、围岩自身承载能力及高压透水性状等对工程的科学设计不可或缺。测量结果表明，工程区现今地壳应力场的总体特征为：最大水平主应力的优势方向为NW-NWW向；厂房和高压岔管区围岩的最大主应力值一般为14．5±0．5MPa，最小主应力值一般为9±0．5MPa；围岩自身的抗载强度一般为10～14MPa；在8～10MPa高压力作用下围岩基本不透水。洞室围岩物理力学参数的这些测试成果，为工程的科学设计提供了可靠依据。     

锦屏水电站地下厂房初始地应力场反演分析

结合锦屏二级水电站复杂的地质条件,运用有限元法和BP人工神经网络对研究区的初始地应力场进行了反演分析。结果表明:主应力的变化规律为从上到下逐渐增大,主应力的分布随埋深的增加而增大,主应力等值线在浅层区域受地形起伏影响很大;在靠近地表及河谷底部,等值线分布较密集,应力变化梯度较大,出现应力集中现象;地下厂房区域表层及浅层主应力倾角与山体坡角基本相同,在深部区域,最大主应力倾角随深度的增加逐渐增大;数值模拟反演计算得到的初始应力场分布与研究区的地形地貌关系密切,而岩性对地应力场的分布影响较小;BP人工神经网络反演值与实测值较接近,反演精度可以满足工程实际需要。     

基于HI应变计的首次断裂带岩体地应力监测

采用空心包体(HI)应变计进行了首次断裂带岩体应力监测试验。在深埋隧洞施工开挖期,选择合适部位进行了大直径钻孔,利用对中装置、采用水泥净浆灌浆方式将HI应变计埋设在钻孔孔深24 m部位,建立了基于惠斯通电桥半桥测量的云监测系统。确定了只采用水泥净浆和HI材料弹性参数进行修正系数计算,通过分析监测数据规律确定应变计算初始时间后进行了三维应力增量计算。结果显示:以2021年9月16日为初始计算日期、在时段4和时段5期间的应力增量计算结果的第一主应力(σ₁)的范围为10.3~15.0 MPa,方向为缓倾角W向;第二主应力(σ₂)的范围为3.1~4.6 MPa,方向为陡倾角NEE至SEE向;第三主应力(σ₃)的变动范围为0.2~1.8 MPa,方向为缓倾角近S向;最大水平主应力(σ_H)和最小水平主应力(σ_h)分量的变动范围分别为10.1~13.9 MPa和0.2~1.8 MPa,最大水平主应力方向(α_H)为近EW向。结果讨论显示:通过监测数据规律分析确定的计算初始时间更具合理性;HI应变计应力监测受多因素影响,包括开挖应力扰动影响和一次监测洞段的应力和变形调整影响;本试验所得最大水平主应力量级及其方向与已有地应力试验结果接近,监测结果反映龙蟠-乔后断裂带的应力场特征。     

枸皮滩水利枢纽地下厂房区地应力场分析

 本文以1个地面深孔和3个平洞浅孔的地应力实测资料为依据,对枸皮滩枢纽地下厂房区进行三维地应力场分析。简述了对自重应力场和地质构造应力场建立比较符合实际的数学计算模型,进行模拟计算和应力回归分析的方法。通过分析计算,对该区的地应力场的变化规律、地质构造应力场的主压应力方向、地下厂房围岩的地应力状态等,有了较深的认识。     

阳江抽水蓄能电站地下厂房区地应力场特征分析

依据阳江抽水蓄能电站地应力实测成果,采用侧压系数法进行三维数值仿真计算和分析,获得了地下厂房区域初始地应力场特征及地下厂房洞室群开挖后的围岩应力场分布规律,为地下厂房的优化设计及有效防治地下厂房围岩灾变提供了有力支撑。     

广州抽水蓄能电站地下厂房区地应力场分析

 本文依据广州抽水蓄能电站地下厂房区4个钻孔不同深度的地应力实测资料,介绍了4个二维和1个三维地应力场的分析成果。通过这些分析计算,对该地区地应力场变化规律、地质构造应力场主压应力方向、地下厂房处地应力状态等有了比较深入的认识。并采用有限元和应力回归分析方法,对自重应力场和地质构造应力场,建立了比较符合实际的力学模型,进行了模拟计算。     

广州抽水蓄能电站地下厂房开挖的有限元分析

 本文根据实测地应力值回归获得的地下厂房区大范围的地应力场,分析了广州抽水蓄能电站地下厂房开挖时的围岩应力场及位移场,并对洞室围岩稳定性进行了评价。它是根据“广州抽水蓄能电站厂房区地应力测定及分析”一文(见《长江科学院院报》1988年第4期)提供的方法,在工程上的具体应用。