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。     

地下水封石油洞库洞轴走向的数值分析

由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性有很大影响,对于大断面地下水封石油洞库来说洞室的断面形状、高跨比、埋深和间距确定以后,就应该分析洞室的洞轴走向与最大地应力的最优夹角问题。在数值模拟中采用Hoek-Brown准则将岩石的物理参数转化为岩体的物理参数,同时采用相应公式将地勘报告中的的地应力转为软件坐标系认可的地应力。模拟中采用洞轴与最大主应力方向平行和10°夹角的两种方案,通过比较开挖后的位移和最大主应力来分析得到最合理的洞室洞轴走向与地应力方向之间夹角。     

锦屏辅助洞工程岩爆特征与防治综述

地下工程施工中,岩爆现象屡见不鲜,岩爆产生的危害也较大。但由于岩爆发生的时间和具体位置的不确定性,给岩爆的防治带来难度。锦屏辅助洞工程设计过程中,在隧洞选线、横通道布置、紧急停车带布置、支护设计等方面皆考虑了岩爆因素,根据工程区域地应力场的分析,影响隧洞区域地应力场的主要因素为岩体自重和近东西向的水平挤压构造,其次是近南北向的水平挤压构造。因此,隧洞选线时,尽量将洞轴线方向与最大主应力δ1方向平行或小角度相交, 减少洞室壁的切向应力。 简要阐述锦屏辅助洞工程的岩爆特征、岩爆预防与治理措施,并总结了部分岩爆防治经验。     

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     

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.     

白山抽水蓄能电站地下厂房设计

1 地下厂房位置的确定 白山抽水蓄能电站为地下厂房,布置在左岸山体内.在确定地下厂房布置时,主要考虑地质构造和初始应力场及输水系统的布置等因素,整体布置同主变洞、交通洞等主要附属洞室相协调,尽可能使厂房纵轴线与地质构造成较大交角.     

尼泊尔塔纳湖水电站地应力测试成果分析

对尼泊尔塔纳湖水电站采用水压致裂法与应力解除法在勘探平硐内进行了地应力测试。两种方法测试的地应力方向差异不大,但应力值存在较大差异。通过对试验原理以及现场平硐实际开挖情况进行综合分析,认为水压致裂法的测试结果是相对准确的,更接近实际情况。水压致裂法测点处最大主应力13.0 MPa,方位角为10°,倾角较小,近似水平向;最小主应力4.8 MPa,方位角为280°,近似水平向;中间主应力9.8 MPa,垂直方向。同时,根据类似工程对比分析并与世界应力图中的区域应力场对比分析,验证塔纳湖水电站采用水压致裂法测得的成果是相对准确的,即位于中等地应力区,最大主应力呈NNE向。     

软硬岩交替区隧道初始地应力场反演研究

软硬岩交替区岩体结构面两侧岩性变化剧烈，地应力分布复杂。为探明软硬岩交替形成的岩体结构面对初始地应力场的影响，以云南曼么二号隧道为研究背景，构建包含高程信息的三维数值计算模型，基于多元线性回归法反演获得了隧道轴线处的初始地应力场，分析了软硬岩交界面处水平主应力异常的影响因素。结果表明：水平主应力异常与软硬岩交界面两侧围岩弹性模量、埋深和结构面倾角的差异性有关；通过正交试验对各影响因素进行显著性评价，发现围岩弹性模量和埋深对水平主应力的影响显著，是水平主应力异常的关键因素。研究成果可为隧道(洞)开挖过程围岩稳定性评价与支护方案设计等提供依据。     

坡度线方向的简捷计算

水工设计中,经常要绘制平面图、纵横剖面图,因之就涉及到沟渠坡度线画法问题。沟渠的坡面与水平面相交成二面角,坡度线方向的交角为最大交角(真倾角)。平底沟渠横剖面的边坡可直接采用地质人员建议的边坡作为设计边坡。但对纵坡相当大的     

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。     

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．     

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。     

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。     

南水北调西线达曲—泥曲段地应力场反演分析

初始地应力场是大坝开挖建基面、隧洞选线等的重要依据,为解决初始地应力现场实测测试费用昂贵、测试周期长、现场试验条件艰苦等问题,采用均匀设计方法和三维显式有限差分法,对南水北调西线达曲—泥曲段岩体地应力场进行了反演分析,获得了岩体地应力场沿深度的分布规律及最大主应力方向。     

小官庄铁矿深部应力场分析

为研究小官庄铁矿深部应力场尤其是水平应力对岩体移动的影响,根据小管庄铁矿原岩应力测试结果,对小官庄矿地应力场的分布规律进行定量的综合分析与研究;结合小官庄铁矿开采工程实际,对2个相邻采区围岩变形监测结果进行了讨论分析。分析结果表明：该矿地应力场是以水平压应力为主导的水平构造应力场;最大水平主应力方位与本采区主要地质构造方向有关,最大水平主应力与巷道轴向夹角的大小及卷道变形有关;布置分段巷道的方位是控制岩体移动变形的关键,而最佳方位是平行于最大水平应力方向。     

江坪河水电站坝址区初始地应力场-三维数值反演分析

在对江坪河水电站区域地应力场特征进行实测分析的基础上,通过对三维模型施加不同的边界载荷,对比分析应力拟合点处的计算应力与实测应力,采用三维数值分析方法对水电工程坝址区初始地应力场进行反演分析。结果表明:江坪河水电站坝址区初始地应力场量值较低,最大主应力为2.5 MPa,方向为N45°W;最小主应力为1.5 MPa,方向为N45°E。应力拟合点处应力计算值与实测值较为接近,表明反演得到的坝址区初始地应力场是合理的,符合坝址区地质构造历史背景。     

三峡工程地下厂房区域地应力测量与研究

 叙述了三峡右岸地下厂房第三次进行地应力测量的情况。综合分析比较前两次测量成果后指出：在该测量区域地应力场以构造应力场为主，自重应力场为辅，最大主应力的方向为NWW向，倾角接近水平，量值约9～10MPa，最大水平主应力的方向为NW58°，与拟建的地下厂房轴线NE43°线成79°夹角。     

惠州抽水蓄能电站A厂高压引水隧洞围岩整体稳定分析

高压引水隧洞围岩的整体稳定性主要取决于地应力、上覆自重应力和内水压力。通过地应力测量和水力劈裂试验,分析了地应力最小主应力和内水压力、上覆自重应力和水力劈裂压力的关系,为评价围岩的整体稳定性、选择和优化洞线提供依据。     

水工压力隧洞挪威准则的修订

水工压力隧洞的设计需要满足三大准则，其中挪威准则通常是输水线路立面布置的主要制约因素之一。挪威准则只考虑了地形、岩体风化深度的影响，没有考虑岩体强度、结构面发育程度的影响。理论分析及工程实践发现，压力隧洞上覆岩体抬动破坏过程中与下部岩体发生了相对运动，产生了作用力，考虑在重力分量作用下岩柱与下部岩体的摩擦作用是必要的。此外，还应验算垂直～水平方向范围内各角度下的岩体厚度是否满足要求。通过增加考虑摩擦系数μ和计算方向θ两个主要参数，建立了最小埋深计算公式，该公式在一定条件下可简化为挪威准则公式。经过计算对比，修订的挪威准则公式在岩体结构面性状较好时，计算最小埋深显著小于挪威准则，从而为缩短压力隧洞钢衬长度、节约投资提供了条件。     

洞口隧道与洞旁支护体同步开挖施工工况研究

依托西南某隧道，通过有限元软件Ｐｈａｓｅ２对不同开挖工况下的开挖过程进行了数值模拟，分析了不同开挖工况下围岩塑性区分布情况、围岩支护结构最大主应力及位移情况。结果表明:通过围岩塑性区的分析对比，在同步开挖中，分部开挖法优于上下台阶法；通过围岩支护结构最大主应力与位移的分析对比，宜采用隧道深埋侧部分与洞旁支护体同步开挖。