大跨度地下洞室群围岩多尺度块体稳定性预测方法

作     者：张发明 余成 胡梦蛟 胡大可 李学政 ZHANG Fa-ming;YU Cheng;HU Meng-jiao;HU Da-ke;LI Xue-zheng

作者机构：河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014 

基　　金：中国水利水电科学研究院开放基金项目(IWHRO2009011) "十一五"国家科技支撑计划项目(2008BA29B03-2) 

出 版 物：《地球科学与环境学报》 (Journal of Earth Sciences and Environment)

年 卷 期：2015年第37卷第2期

页      码：93-101页

摘      要：组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素,而且在洞室开挖前无法确定其具体位置,给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料,依据不同尺度结构面的成因、规模,预测其在开挖面上的出露位置十分重要。从结构面成因角度考虑,运用几何-力学耦合模拟方法,建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型。依据断层机制,运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面,而基于现场结构面调查统计的结果,应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面。采用正交试验及块体理论,确定由结构面组合形成块体的几何形态,搜索多尺度块体的分布,确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布。进一步采用极限平衡理论,分析可能发生破坏的块体,得出洞室开挖面上需要加固的块体。最后,开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。以某在建抽水蓄能电站工程为例,搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模,分析由结构面组合构成局部块体的稳定性,为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据,开挖结果表明本文研究成果是合理的。

主 题 词：复杂岩体 几何-力学耦合 结构面 块体 稳定性分析 地质成因 地下洞室 

学科分类：081803[081803] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-6561.2015.02.011

馆 藏 号：203104977...