江邊水電站引水隧洞巖爆預(yù)測(cè)與控制研究.pdf

1、在近一個(gè)世紀(jì)的研究過(guò)程中，不同學(xué)者從巖爆形成機(jī)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(jī)理十分復(fù)雜，影響因素眾多，目前任何一種單純的理論都不足以對(duì)巖爆的發(fā)生機(jī)理作出全面的解釋。巖爆的發(fā)生同工程實(shí)際地質(zhì)情況密切相關(guān)，所以針對(duì)不同的工程應(yīng)該選擇使用適合工程實(shí)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(duì)象，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值分析、數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，進(jìn)行巖爆預(yù)測(cè)與防

2、治研究。主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)區(qū)域地質(zhì)資料收集和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)考察，總結(jié)出地應(yīng)力條件是引水隧洞區(qū)域巖爆的控制因素，通過(guò)對(duì)巖爆影響因素、理論判據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)巖爆發(fā)生情況的對(duì)比，判斷理論判據(jù)的適用性。⑵利用室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定隧道典型斷面附近巖樣的相關(guān)力學(xué)參數(shù)，主要包括：?jiǎn)屋S壓縮下巖樣的破壞形式、巖樣的彈性應(yīng)變能指數(shù)和巖體完整性系數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)證明了引水隧洞圍巖巖性硬脆，具有較強(qiáng)的巖爆傾向。⑶結(jié)合前期勘測(cè)資料和現(xiàn)場(chǎng)地應(yīng)力測(cè)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(jì)算模型，通過(guò)徑向基神(RBF)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究區(qū)域的初始地應(yīng)力反演，得到了研究區(qū)域的初始地應(yīng)力場(chǎng)數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到了引水隧洞開(kāi)挖的二次應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律。⑷鑒于單因素判據(jù)巖爆預(yù)測(cè)的局限性，采用基于可拓學(xué)的巖爆預(yù)測(cè)綜合評(píng)判模型，對(duì)引水隧洞沿線(xiàn)典型洞段的巖爆發(fā)生情況和巖爆烈度進(jìn)行綜合巖爆預(yù)測(cè)，得到了典型斷面的巖爆烈度；采用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖爆概率預(yù)測(cè)模型，對(duì)引水隧洞沿線(xiàn)典型斷面附近洞段進(jìn)行巖爆發(fā)生概率預(yù)