江邊水電站引水隧洞巖爆預測與控制研究.pdf

1、在近一個世紀的研究過程中，不同學者從巖爆形成機理出發(fā)，提出了各種各樣的理論和研究方法。巖爆的發(fā)生機理十分復雜，影響因素眾多，目前任何一種單純的理論都不足以對巖爆的發(fā)生機理作出全面的解釋。巖爆的發(fā)生同工程實際地質(zhì)情況密切相關(guān)，所以針對不同的工程應該選擇使用適合工程實際的理論和研究方法。
　　 本文以江邊水電站引水隧洞為研究對象，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)場調(diào)研、室內(nèi)試驗、數(shù)值分析、數(shù)學評價相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，進行巖爆預測與防

2、治研究。主要內(nèi)容包括：⑴通過區(qū)域地質(zhì)資料收集和現(xiàn)場地質(zhì)考察，總結(jié)出地應力條件是引水隧洞區(qū)域巖爆的控制因素，通過對巖爆影響因素、理論判據(jù)和現(xiàn)場巖爆發(fā)生情況的對比，判斷理論判據(jù)的適用性。⑵利用室內(nèi)和現(xiàn)場試驗，確定隧道典型斷面附近巖樣的相關(guān)力學參數(shù)，主要包括：單軸壓縮下巖樣的破壞形式、巖樣的彈性應變能指數(shù)和巖體完整性系數(shù)，通過試驗證明了引水隧洞圍巖巖性硬脆，具有較強的巖爆傾向。⑶結(jié)合前期勘測資料和現(xiàn)場地應力測量獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用ANSYS和

3、flac3D建立研究區(qū)域的三維數(shù)值計算模型，通過徑向基神(RBF)經(jīng)網(wǎng)絡進行研究區(qū)域的初始地應力反演，得到了研究區(qū)域的初始地應力場數(shù)據(jù)；通過數(shù)值計算得到了引水隧洞開挖的二次應力場分布規(guī)律。⑷鑒于單因素判據(jù)巖爆預測的局限性，采用基于可拓學的巖爆預測綜合評判模型，對引水隧洞沿線典型洞段的巖爆發(fā)生情況和巖爆烈度進行綜合巖爆預測，得到了典型斷面的巖爆烈度；采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的巖爆概率預測模型，對引水隧洞沿線典型斷面附近洞段進行巖爆發(fā)生概率預