›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S1): 330-336.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

高地应力条件下大型地下厂房松动区变化规律及参数反演

魏进兵1, 2,邓建辉1, 2   

  1. 1. 四川大学 水利水电学院,成都 610065;2. 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点试验室,成都 610065
  • 收稿日期:2010-04-24 出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-09-09
  • 作者简介:魏进兵,男,1976年生,博士,讲师,主要从事岩土工程监测及数值模拟方面的研究工作。
  • 基金资助:

    973项目(No. 2010CB732005);国家自然科学基金(No. 50639100);中央高校基本科研业务费资助项目(No. 2009SCU11076)。

Variation of excavation damaged zone and back analysis of large scale underground powerhouse with high geostress

WEI Jin-bing 1, 2,DENG Jian-hui 1, 2   

  1. 1. School of Water Resources and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 2. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, School of Water Resources and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China
  • Received:2010-04-24 Online:2010-08-10 Published:2010-09-09

摘要:

松动区是控制地下洞室围岩变形及失稳的重要因素。以锦屏一级水电站为例,结合声波测试及多点位移计监测成果,对高地应力和低强度应力比条件下大型地下厂房围岩松动区的分布及变化特征进行分析,并采用BP网络和遗传算法对围岩参数进行反演。研究表明,声波测试的围岩松弛深度与多点位移计监测得到的围岩主要变形深度具有一致性,围岩松弛深度变化趋势与岩壁位移变化也存在对应关系,两者结合可以对围岩松动区的变化规律进行连续的分析。高地应力和低强度应力比条件下的松动区深度远大于一般应力条件,由于围岩应力状态调整、岩体破坏所导致的卸荷松弛成为围岩松弛的主要因素。开挖过程中,由于围岩应力状态的逐步调整,导致围岩的破坏和松弛的渐进发展,其中松弛深度在水平向的扩展较为明显。反演得到的松动区岩体变形模量及黏聚力较未松动岩体有明显降低,而摩擦角降低较少。因此,对松动区岩体进行灌浆加固,将有助于提高松动区岩体的变形模量和粘聚力,从而增强围岩的稳定性。

关键词: 地下厂房, 松动区, 高应力, 反分析, 锦屏一级水电站

Abstract:

Excavation damaged zone (EDZ) is an important factor to the deformation and stability of underground caverns. Taking JinpingⅠHydropower Project for example, the distribution and variation of EDZ for large scale underground powerhouse under the conditions of high geostress and low strength-to-stress ratio are analyzed according to sonic wave measuring and multipoint extensometers monitoring; and the parameters of rockmass are back analyzed by BP network and genetic algorithm. The analytical results indicate that the depth of EDZ obtained by sonic wave measuring is consistent with the main deforming depth obtained by multipoint extensometers; and the depth change of EDZ is corresponding with the surface displacement change of rockmass; therefore the variation of EDZ can be analyzed continuously by the integrated using of sonic wave measuring and multipoint extensometers monitoring. Under the condition of high geostress and low strength-to-stress ratio, the depth of EDZ is much larger than general stress condition; and the unloading relaxation becomes the main factor of surrounding relaxation. The depth of EDZ increases with the stress adjustment of surrounding rock during excavating, in which the horizontal extending of EDZ is obvious. The deformation modulus E and cohesion c of EDZ carried by back analysis is markedly lower than undamaged rockmass, while the reducing of friction angle φ is less. Therefore, the grouting reinforcement of damaged rockmass will be benefit to improve its deformation modulus and cohesion; and the stability of surrounding rockmass will be improved consequently.

Key words: underground powerhouse, excavation damaged zone, high geostress, back analysis, JinpingⅠHydropower Project

中图分类号: 

  • O 319.56
[1] 宫凤强, 伍武星, 李天斌, 司雪峰, . 深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2085-2098.
[2] 李建朋, 高岭, 母焕胜. 高应力卸荷条件下砂岩扩容特征及其剪胀角函数[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2119-2126.
[3] 吴秋红, 赵伏军, 王世鸣, 周志华, 王 斌, 李 玉, . 动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 942-950.
[4] 崔 琦, 侯建国, 宋一乐. 抽水蓄能电站地下厂房围岩约束 及结构振动特性分析 [J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 809-817.
[5] 李连祥, 刘嘉典, 李克金, 黄亨利, 季相凯, . 济南典型地层HSS参数选取及适用性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4021-4029.
[6] 刘健, 朱赵辉, 吴浩, 张石磊, 王晋明, . 超大型地下洞室高边墙围岩变形影响特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4030-4040.
[7] 蒋 雄, 徐奴文, 周 钟, 侯东奇, 李 昂, 张 敏, . 两河口水电站母线洞开挖过程围岩破坏机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 305-314.
[8] 董志宏, 丁秀丽, 黄书岭, 邬爱清, 陈胜宏, 周 钟, . 高地应力区大型洞室锚索时效受力特征 及长期承载风险分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 351-362.
[9] 郑进修,张建海,高克静. 地下厂房支护措施经验回归及支护强度判据[J]. , 2018, 39(S1): 303-310.
[10] 孙明社,马 涛,申志军,吴 旭,王梦恕,. 复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究[J]. , 2018, 39(S1): 437-445.
[11] 王少杰,吕爱钟,张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[12] 王朋飞,冯国瑞,赵景礼,Yoginder P. Chugh ,王志强,. 长壁工作面巷顶沿空掘巷围岩应力分析[J]. , 2018, 39(9): 3395-3405.
[13] 赵金帅,冯夏庭,王鹏飞,江 权,陈炳瑞,周扬一,裴书锋, . 爆破开挖诱发的地下交叉洞室微震特性及破裂机制分析[J]. , 2018, 39(7): 2563-2573.
[14] 徐长节,梁禄钜,陈其志,刘元昆,. 考虑松动区内应力分布形式的松动土压力研究[J]. , 2018, 39(6): 1927-1934.
[15] 李建朋,聂庆科,刘泉声,于俊超,. 基于权重反分析的岩溶地面塌陷危险性评价方法研究[J]. , 2018, 39(4): 1395-1400.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[2] 李利平,李术才,崔金声. 岩溶突水治理浆材的试验研究[J]. , 2009, 30(12): 3642 -3648 .
[3] 蒋明镜,王富周,朱合华. 单粒组密砂剪切带的直剪试验离散元数值分析[J]. , 2010, 31(1): 253 -257 .
[4] 孙 萍,彭建兵,殷跃平,吴树仁. 黄土拉伸试验及其破裂过程仿真分析[J]. , 2010, 31(2): 633 -637 .
[5] 费 康,刘汉龙. ABAQUS的二次开发及在土石坝静、动力分析中的应用[J]. , 2010, 31(3): 881 -890 .
[6] 张先伟,王常明,李军霞,马栋和,陈多才. 蠕变条件下软土微观孔隙变化特性[J]. , 2010, 31(4): 1061 -1067 .
[7] 王桂尧,李 斌,罗 军,付宏渊. 粉土基质吸力的新型量测装置与土-水特征研究[J]. , 2010, 31(11): 3678 -3682 .
[8] 田 威,党发宁,陈厚群. 基于细观损伤的混凝土破裂过程的三维数值模拟与CT试验验证[J]. , 2010, 31(S2): 428 -433 .
[9] 商翔宇,周国庆,赵光思,程晋源,周 杰. 立井井筒地层注浆加固实测数据分析[J]. , 2009, 30(4): 1073 -1077 .
[10] 陈骏峰,冯美果. 基于饱和-非饱和渗流理论的基坑防渗措施分析[J]. , 2009, 30(5): 1425 -1430 .