›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (5): 1553-1560.

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高地应力条件下地下厂房开挖动态卸荷引起的变形突变机制研究

罗 忆1, 2,卢文波1, 2,周创兵1, 2,陈 明1, 2,严 鹏1, 2   

  1. 1.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072;2.武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室,武汉 430072
  • 收稿日期:2011-02-09 出版日期:2011-05-10 发布日期:2011-09-23
  • 通讯作者: 卢文波,男,1968年生,博士,教授、博士生导师,主要从事岩石动力学问题研究。E-mail:wblu@whu.edu.cn E-mail:yluo@whu.edu.cn
  • 作者简介:罗忆,男,1984年生,博士研究生,主要从事岩石动力学问题研究
  • 基金资助:

    国家973计划项目(No. 2010CB732003);国家自然科学基金项目(No. 50725931,No. 50909077)

Mechanism study of abrupt deformation of underground powerhouse induced by excavation unloading under high in-situ stress

LUO Yi1, 2, LU Wen-bo1, 2, ZHOU Chuang-bing1, 2, CHEN Ming1, 2, YAN Peng1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering of Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan 430072, China
  • Received:2011-02-09 Online:2011-05-10 Published:2011-09-23

摘要: 分析了高地应力条件下地下厂房高边墙变形突变的形成机制,认为地应力动态卸荷引发的围岩松动是导致地下厂房高边墙变形突变的重要原因之一。基于瀑布沟地下厂房高边墙变形突变的实测资料,利用理论分析和数值模拟,计算了高地应力准静态和动态条件下地下厂房开挖卸荷引起的厂房高边墙的水平向位移。与实测资料对比表明,在动态卸荷过程中,结构面的张开和滑移是引起地下厂房围岩变形突变的主要原因,而在准静态卸载条件下,这种结构面张开变形却并不明显。在实际工程中应考虑开挖引起的地应力动态卸荷效应,尽量减小每次开挖对围岩扰动,谨防引起变形突变甚至失稳破坏

关键词: 地下厂房, 地应力, 动态卸荷, 变形突变, 岩体开挖

Abstract: The mechanism of abrupt large deformation in the sidewall of underground powerhouse is analyzed. The surrounding rock mass dynamic loosening is concerned as a main cause of abrupt deformation in underground powerhouse. Based on the monitored data at Pubugou hydropower station, numerical analysis is conducted with finite element method; and horizontal displacements induced by excavation load quasi-static and dynamic unloading are calculated respectively. The result itself and comparison to monitored data show that sliding and opening on structural surfaces induced by excavation load dynamic unloading are the major causes of abrupt large deformation in underground powerhouse, but which is not so obvious under quasi-static unloading. In actual projects, the transient effect of in-situ stress unloading should be considered; and the disturbance in the surrounding rock mass during each operation should be minimized to avoid potential abrupt large deformation, or even instability

Key words: underground powerhouse, in-situ stress, dynamic unloading, abrupt deformation, rock mass excavation

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