高地應(yīng)力下大型地下洞室群開挖與支護(hù)方案的優(yōu)化研究.pdf

1、資源開采、石油儲存、地?zé)衢_發(fā)等已向深部發(fā)展。國家戰(zhàn)略能源儲備中大型地下儲氣庫及儲油庫也將在深部地下空間中建造。我國西部開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，加快了水電站建設(shè)，在今后十年之內(nèi)新建的大型水電站和蓄能電站，主要分布于西部高山峽谷地區(qū)，這些水電站大多選擇為深埋式地下廠房構(gòu)筑物，現(xiàn)代地下工程中所開挖的洞室集中了“跨度大、走向長、埋層深、地應(yīng)力高、洞室群”的特點(diǎn)。 本論文以國家杰出青年科學(xué)基金(50325414)《高應(yīng)力下地下工程穩(wěn)定性的智能分析

2、與優(yōu)化》及其依托工程課題《拉西瓦水電站高地應(yīng)力條件下大型地下洞群圍巖穩(wěn)定及合理支護(hù)措施研究》中的部分內(nèi)容來開展研究工作。 拉西瓦水電站地下廠房巖體主要為花岡巖，針對廠區(qū)地應(yīng)力高的顯著特點(diǎn)，對采自地下廠房的花崗巖進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)研究，通過單軸壓縮試驗(yàn)獲得了花崗巖的基本力學(xué)參數(shù)；進(jìn)行了不同圍壓下的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)，研究其破壞特性及規(guī)律，對花岡巖的彈脆性破壞特征用基于莫爾庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則的粘聚力弱化、摩擦力強(qiáng)化本構(gòu)關(guān)系來進(jìn)行描述；針對廠房跨

3、度大、邊墻高的典型大型洞室群的特點(diǎn)，基于FLAC-3D平臺對廠房開挖進(jìn)行了六種組合方案的模擬計(jì)算，研究不同開挖臺階高度和不同開挖步序?qū)鷰r穩(wěn)定性的影響，用應(yīng)力場、位移場、能量釋放率、塑性破損區(qū)等指標(biāo)對開挖方案進(jìn)行評價，比較出最好的開挖方案；對評價出的方案進(jìn)行了不同支護(hù)參數(shù)下的開挖支護(hù)模擬計(jì)算，分析比較支護(hù)參數(shù)對圍巖穩(wěn)定性的影響，確定較優(yōu)的支護(hù)方案；通過模擬計(jì)算定性的給出洞室圍巖需要加強(qiáng)支護(hù)處理的區(qū)域和方位(位移較大，塑性區(qū)嚴(yán)重，應(yīng)力集中