秦岭隧洞越岭段地应力测试成果分析

在引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM段K38+850里程处采用水压致裂法与应力解除法进行了地应力测试.解除法与三维水压致裂法测试结果接近,综合测试结果,最大主应力σm为62.8MPa,为高～极高应力水平,可能发生中等岩爆.最大水平主应力方向为NWW～EW向,围岩应力状态为σH>σZ>σh,以水平应力为主.最大主应力方位与隧...     

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。     

二瓦槽水电站气垫式调压室水压致裂法地应力测量及围岩抗劈裂稳定性评价

对二瓦槽水电站气垫式调压室进行了两组水压致裂法三维地应力测量。测量结果表明:测区应力场方向分布较均衡,最大主应力9.36~10.89 MPa,最小主应力6.66~7.56 MPa,最大主应力方位336°~340°,倾角10°~17°,主要受到水平方向压性构造应力的作用。抗劈裂稳定性评价表明:测区最小主应力是气垫式调压室室内最大气压力的1.8~2.0倍,满足岩体抗劈裂稳定最小主应力要求。测试结果可为气垫式调压室设计和建设提供依据。     

引汉济渭工程秦岭输水隧洞初始地应力场特征及反演分析

针对秦岭输水隧洞大埋深、高地应力容易引起岩爆、大变形等工程灾害的问题,为预防和减轻地应力分布和变化对施工进程和人员设备安全的不利影响,对秦岭隧洞隧址区典型位置(越岭段、岭南、岭北)分别进行了水压致裂法应力测试,并对无断层段和含断层段进行了三维地应力场反演分析,研究了秦岭隧洞初始地应力场特征及规律。结果表明:秦岭隧洞地应力表现出较强的水平构造应力作用,岭南岭北勘探试验最大主应力为25.4～27.7 MPa,垂直孔测得最大水平主应力方向稳定在近EW向。数值模拟可以较好地反演分析秦岭输水隧洞的地应力分布,无断层段隧洞最大主应力多为10～45 MPa,最小主应力多为0～15 MPa;含断层段隧洞主轴最大水平主应力值较高,变化范围为20.46～71.94 MPa,最高达71.94 MPa。由于断层破碎带的存在,附近区域会出现剧烈的应力变化,断层带以内应力值显著减小,而断层带两侧出现应力集中,局部应力值升高。     

抢风岭隧道围岩地应力场研究及岩爆预测分析

为了研究抢风岭隧道工程区地应力分布情况,采用水压致裂法进行了地应力测试。根据测试成果,结合有限单元法及多元线性回归对工程区应力场进行了分析。回归分析结果显示：沿隧道轴线,最大水平主应力大于自重应力,该地区是以水平应力场为主导,最大水平主应力方向总体上接近NE向。最后,根据地应力资料对隧道围岩进行了施工期岩爆预测分析,表明在埋深270～400 m完整坚硬的岩石洞段,施工期有发生中等岩爆的可能。     

引黄济宁工程拉脊山越岭隧洞超深钻孔地应力梯段测试

引黄济宁拉脊山越岭隧洞长33 km,最大埋深约1 650 m。洞穿青藏高原高大雄峻的拉脊山山脉。为了掌握越岭隧道的不同埋深段地应力量值和方向,在867 m的超深钻孔内采用水压致裂法自250 m以下每50～60 m分不同深度进行了16段地应力测试。结果表明:在测试深度范围内,最大水平主应力值为24. 37 MPa,最大水平主应力的优势方向为NE23°左右,与现代区域构造应力场特征、水平地应力的回归对比分析和数值模拟分析等结果一致,说明测试成果合理可靠。     

清远抽水蓄能电站地应力场分析

清远抽水蓄能电站岔管水头压力高,地下厂房规模巨大,为了保证地下洞室群围岩的稳定性,需要准确掌握初始地应力场的方向和大小.在对工程区地质构造进行分析的基础上,利用应力解除法和水压致裂法进行现场测试,并结合有限元计算预测了整个工程区的岩体应力分布.研究表明,地下厂房区地应力属于中等量级,最大水平应力方位角与厂房轴线的夹角较...     

引松供水工程总干线地应力测试研究

引松供水工程是吉林省规模最大的水利供水工程,输水总干线隧洞段总长约98 km,是国内最长的有压引水隧洞之一,隧洞跨越不同岩性,地层较多,地质条件复杂。采用水压致裂法对现场地应力测试,研究隧洞地应力场特征,得到最大、最小水平主应力量值和水平主应力方向。结果表明,测试区域内地应力属中低应力水平,从地应力角度分析,隧洞轴线选择方向对围岩稳定较为有利。     

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。     

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。     

金沙江阿海水电站坝址地应力测试与评价

为了评价金沙江阿海水电站坝址区地应力的分布特 征,进行了水压致裂法测试与分析。结果表明：应力量值较低,最大水平主应力方位呈NW向 。后者可以归结为坝址区地形地貌和水平构造应力的共同作用,并受到周边区域断裂构造的 影响。     

引黄入晋工程总干线一级泵站地应力分析

地应力是影响地下深埋洞室安全稳定的关键因素之一 ,引黄入晋工程总干线一级泵站地应力采用水压致裂法和三维应力法进行测试 ,并对测试结果进行定性分析 ,发现最大应力大小和方向基本一致 ,能够相应引证 ,并在实际施工中 ,结合其他因素 ,合理地选择了本工程地下洞室的洞经和方向     

套钻解除法和水压致裂法地应力测试对比研究

以深圳抽水蓄能电站高压隧洞以及地下厂房围岩应力状态为例,同时采用套钻解除法和水压致裂法进行了地应力对比测量。对比测试结果表明：水压致裂测试成果与应力解除法测试成果有一定的偏差,但整体结果具有良好的一致性,可以相互印证,它们的平均值代表了测量区地应力状态的综合信息。     

三维水压致裂法地应力测试在水电工程中的应用

测量岩体地应力的方法很多,测试成果分为平面应力和空间三维应力。在大型水电工程中,为了研究工程所在地区的应力场,需要获得现场岩体的三维地应力状态。介绍了通过三孔交汇的钻孔布置方式,采用水压致裂法获得三维地应力成果过程并与套钻解除孔径变形法地应力成果进行了对比佐证,认为采用三维水压致裂法测试地应力在水电工程中是可行的。     

三河口水利枢纽工程坝址区河谷应力场分析研究

三河口水利枢纽工程地处东秦岭地区的河谷地段,复杂地质结构和复杂地形地貌决定了工程区地应力分布的复杂性。为了研究其地应力分布情况,采用水压致裂法在左右坝肩边坡和河床部位3个钻孔进行现场地应力测量。测试结果表明：河床部位测孔埋深0～50 m及两岸边坡测孔500～530 m高程岩体应力量值较大,可划为应力增高区;而河床测孔埋深50 m以下和边坡测孔500 m高程以下,可归为原岩应力区;河床浅部岩体最大水平主应力方位与河流走向基本垂直,随着埋深的增加而向区域构造方位靠近;边坡浅层岩体最大水平主应力方向与河流在该段走向呈小角度相交,随着竖直埋深的增加,最大水平主应力方位逐渐向NE向过渡,而接近区域构造方位。     

某软岩水工隧洞围岩地应力分布规律及对围岩稳定性的影响

采用水压致裂法对某软岩水工隧洞进行地应力测试,并利用FLAC数值模拟分析主应力方向和大小对隧洞围岩位移、塑性区等破坏特征的影响。结果表明：随埋深增加,最大水平主应力、最小水平主应力及垂直应力基本均呈线性增加。随主应力方向与隧洞轴向夹角、主应力大小增大,破坏程度逐渐严重;深埋软岩隧洞围岩预留变形量约为200 mm、中等挤压变形程度。研究成果可供类似围岩稳定性评价、设计、施工参考。     

长江科学院又获一项国家发明专利

正2016年3月,长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室研发的"绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测量装置及测试方法"获得中华人民共和国知识产权局颁发的发明专利证书。水压致裂法是直接测试地应力(即岩体初始应力)的主要方法。绳索取芯钻孔双回路水压致裂法地应     

北疆深埋隧洞地应力与区域应力场相关性研究

在地应力实测资料匮乏的北疆阿尔泰地区,对某深埋引水隧洞进行了水压致裂法地应力场测试。实测结果与区域构造应力场的对比分析表明,研究区域为构造型应力场,最大水平主应力方位与地震的震源机制解一致,呈NNE向,与区域构造应力场相吻合;且埋深约300 m以上,平均水平应力与铅直应力的比值不再变小(接近1.0)。应加强该区深部构造应力场研究,重视现场实测手段的应用,提高对区域应力场的宏观把握,为指导类似深埋工程的设计和施工提供参考。     

锦屏超高压岩体水压致裂法地应力测试系统研制与应用

锦屏二级水电站引水隧洞上覆岩体一般埋深1 500～2 000 m,最大埋深约为2 525 m,具有埋深大、洞线长、洞径大的特点,为超深埋长隧洞特大型地下水电工程。最大地应力可达到70 MPa以上,在隧洞开挖过程中,由于存在超高的地应力,局部岩体出现了强烈的岩爆和变形,给隧洞的设计、施工及安全带来很大的困难和隐患。加上钻孔中经常出现岩饼现象,常规的孔径应变法和水压致裂法地应力测试难以有效进行。为了能够实测到深部岩体的地应力状况,开展了超高压应力状态下的岩体地应力测试方法研究,成功研制出了超高压水压致裂法地应力测试系统,并在锦屏工程中得到了实际应用,取得了良好的测试成果。此测试系统的成功研发,为将来在公路、铁路、水电和矿业等领域的超埋深超高地应力的测试提供了条件。     

围岩应力理论在隧洞工程稳定分析中的应用

文中介绍了水压致裂法地应力测量原理,并对水压致裂法测定的东山供水工程9#隧洞天然地应力大小及方向进行了分析计算。结合隧洞工程实际,应用围岩应力理论,计算隧洞开挖后洞壁重分布应力,评价了隧洞围岩稳定。依据强度应力比判定了隧洞岩爆问题。对工程方案的可靠性及设计开挖和支护处理措施具有指导意义。