高地应力地区岩体变形性质探讨

一、概述随着我国水电建设步伐的加快,在高山峡谷地区将建设许多大、中型水电站,地应力已成为广大工程技术人员所关注的问题。在高地应力地区,地应力对岩体变形性质的影响已逐渐暴露出来。岩爆、饼状岩芯、葱皮状岩片剥落等现象,在许多地下洞室开挖的过程中出     

高地应力对坝基岩体稳定的影响

地应力与坝基岩体稳定的关系是坝工建设中研究得较少的一个课题，笔者针对二滩电站坝区存在的高地应力现象，从初始应力场的建立，施工开挖的时效效应，直到与拱推力等外荷载作用下的对坝基岩体稳定的影响全过程进行了分析和计算。结果表明，高地应力虽然对基坑开挖有利影响，但对坝基岩体的抗滑稳定是有利的。     

二滩工程坝基高地应力区岩体稳定性评价

本文在二滩工程坝区的地质背景、现场地应力测试及数学力学等综合分析的基础上,研究了基坑开挖中高地应力的时空效应和地应力对拱座抗滑稳定的影响。     

高地应力下水电站岩体原位变形和强度试验研究

文中以吉林省蛟河抽水蓄能电站现场岩体变形和强度试验为基础,介绍高地应力下水电站岩体变形和强度试验成果.试验成果表明,高应力下岩体变形和强度变化规律较好,在充分了解现场岩体变形和强度参数的基础上,可为设计提供更多、更可靠的试验成果,同时也对同类的试验提供了参考.     

深埋隧洞高地应力岩体破坏型式研究及防治措施

在高地应力深埋隧洞施工时,围岩由初始三维应力场转化为二维应力场,应力重新分布调整,岩体内部会发生变形和破坏现象,发生的岩爆、大变形、围岩失稳破坏已经成为制约地下工程施工的重要地质灾害。研究区域构造应力场背景和深部岩体内的原始地应力场空间分布形态与特征,对岩体产生破坏型式和力学机制成因分析及相应的防治,具有重要的理论和实际意义。     

高地应力区的岩爆及其判别

一、岩爆的物理过程当岩石内部积聚了很大的弹性应变能,一旦遇到扰动,就会突然释放出来,形成岩爆现象,这是高地应力区的地下工程开挖过程中经常遇到的一种代表性现象。发生岩爆的地下工程,其围岩常常是比较坚硬完整,因为这是岩石能够积聚很大的     

裂隙岩体有效应力及其工程意义

本文简要介绍了有效应力概念。在线弹性条件和等效应变的假定下,推导出饱水均质各向异性材料有效应力的一般表达式,给出了横观各向同性和正交各向异性两类材料有效应力的计算公式,指出在这两类材料中孔隙水压力具有偏应力效应,有效应力和孔隙压力呈非线性关系。探讨了裂隙岩体有效应力对岩体强度的制约机制,简要论述了各向异性岩体有效应力原理的工程意义。     

根据岩爆反分析岩体应力研究

洞室发生岩爆后围岩总要留下破坏痕迹,岩爆往往造成劈裂破坏或剪切破坏。只要知道岩爆形成的破坏面的几何尺寸和破坏机制,就有可能通过反分析求得岩体开挖前的应力状态。本文简要叙述了我们在这方面的初步研究成果。     

论岩体构造应力

从地质学基本原理、地表地质作用以及实测数据等几个方面再次论述了对岩体构造应力分布的认识，指出在水平主应力随深度的线性表达式σ=kh+T中，构造应力的贡献不仅只由T反映，而且常常对系数k有很大的贡献。另一方面，即便在地形平坦地区，T值还可以反映后期地表地质作用，最大、最小水平构造应力差值能更好地表征构造应力的大小。而在地形复杂的河谷地区，地表改造对浅层岩体地应力的影响更加突出，但可以用河谷形成前等效初始地应力场状态反应构造应力状态。     

高地应力条件下隧道TBM施工岩爆分析

高应力条件下,地下工程在脆性岩体中施工很容易导致岩爆的发生。以N-J水电站大埋深引水隧洞为研究对象,首先采用应力解除法进行现场地应力测试,发现引水隧洞的地应力以构造应力为主,最大主应力达到了107 MPa,较高的地应力水平是导致现场岩爆发生的主要原因。为进一步分析引水隧洞岩爆规律,将地应力场转换至隧道局部坐标,在考虑地应力场剪应力影响的情况下,采用能量判据,通过数值方法计算得到了岩爆的分布范围。     

高地应力地下厂房洞室群围岩稳定分析

通过对某水电站地下厂房洞室群围岩稳定数值计算及模型试验成果分析,初步探讨了高地应力条件下深埋地下洞室脆性围岩的破坏特性、洞室稳定性分析方法及支护设计要点.     

高地应力条件下千枚岩地段隧道稳定性分析

本文通过对锦屏辅助洞千枚岩洞段的隧洞开挖、锚喷和模筑混凝土支护的全过程的计算机仿真,探讨了采用离散单元法程序UDEC在隧道施工全过程仿真模拟的应用,并对该段锦屏辅助洞的围岩变形进行了分析,旨在为隧道施工监测设计提供理论依据。     

高地应力区隧洞稳定性的数值仿真分析

结合具体工程实例对高地应力地区隧洞的稳定性以及支护系统进行模拟施工过程的有限元仿真分析。分析结果表明,高地应力地区中喷层最易遭到破坏;隧洞围岩与支护结构的受力与变形的最大特征为沿大主应力方向围岩应力释放最多、位移最大、沿小主应力方向围岩应力集中程度最高,两个方向均为围岩的最薄弱位置,最后提出要进行及时有效的支护、增长锚杆和对全洞除底板外喷钢纤维混凝土的建议,对其它类似工程有丰富的借鉴意义。     

岩体应力測量新技术

在建設大型水工隧洞、埋藏式高压管道和地下厂房等地下建筑物时,充分了解岩体中的原始应力分布情况,以及合理确定弹性抗力系数值,对保証建筑物的經济合理和安全运行具有重要意义。为此,水利水电建設总局結合以礼河水电工程的需要,組織有关单位在現場进行了一系列科学試驗,他們在缺乏經驗的情况下,找到了合理的試驗方法,为設計与施工取得了有价值的第一性资料。为了促进这項新技术的发展,本刊特发表“岩体应力测量技术”一文,近期还将发表“以礼河电站地下鋼管支洞水压試驗”一文。希望有关单位进一步試驗研究,以便在这方面取得更完善的經驗,更好地为生产服务。     

基于随机有限元的高地应力区隧道稳定性分析

为了分析隧道工程中存在的不确定性,提出采用随机有限元法研究隧道开挖后的应力、位移特征。以某深埋隧道为研究对象,分别采用确定性有限元和随机有限元法,对隧道开挖后的应力和位移特征进行了对比分析。结果表明,采用随机有限元法后,隧道周边第1主应力和隧道周边围岩位移不再是确定值,而是随机变量,具有统计特性。由于工程中荷载及参数的不确定性,随机有限元相比确定性有限元更加符合实际,为类似工程问题的研究提供了思路。     

高地应力环境下引水隧洞软弱围岩稳定性分析

以实际深埋软岩引水隧洞施工为背景,在对导致大变形的围岩压力性质认识和力学行为分析的基础上,结合室内实验、数值模拟手段、施工变形监测数据和围岩—衬砌接触压力现场试验,研究了隧洞开挖后洞周位移分布特征、围岩变形和支护受力随时间发展规律。研究结论表明:(1)大主应力方向为垂直方向的高地应力环境中,隧洞软岩大变形以挤压型变形为主;(2)开挖面和二衬对约束隧洞空间位移分布具有重要作用;(3)软弱围岩变形发展和支护受力具有明显的流变特性和时间效应,及时施加二衬能有效限制流变变形的发展。在研究基础上提出了一些施工中有益于控制围岩稳定性的建议。     

高地应力区地下厂房开挖中微震活动性分析

猴子岩水电站地下厂房埋深大、地应力高,厂区地质条件复杂,发育多组结构面和次级断层。为研究地下厂房围岩在开挖过程中的稳定性,采用加拿大ESG微震监测系统进行了实时动态监测。监测数据显示,地下厂房围岩开挖过程中微震事件数量偏多,主要聚集在1号与3号母线洞之间及其上部围岩;同时,结合施工情况和地质条件分析,该区域为识别和圈定的潜在失稳破坏区域。在已有微震资料基础上,借助常规监测数据,解释了围岩变形与微震空间分布之间的内在联系。研究结果可以为地下厂房支护措施提供参考,也为更好地理解和探索高应力岩体损伤变形机制予以借鉴。     

渗流应力作用下层理岩体稳定性数值分析

为研究渗流应力耦合作用下含倾角层理岩体的稳定性,基于岩体极限平衡状态方程,以30°层理白云岩为例,推导该层理岩体在渗流应力耦合作用下的稳定性判别式,通过等效连续介质模型和Louis经验公式,建立渗流应力耦合模型,并采用Midas GTS NX对该层理岩体进行渗流应力耦合作用稳定性分析,建立相应的数值试验。结果表明,所建立的渗流应力耦合模型分别对10和50 kN/m荷载作用下的层理岩体总水头、总位移、剪应变进行数值分析,模型的计算结果与判别式计算结果拟合度较好;判断了层理岩体的稳定性,可为类似研究提供相应的理论依据,具有一定工程应用价值。