大型地下洞室裂隙劣化对支护结构受力及围岩变形的影响规律研究

作     者：李海轮 王川 宫海灵 冷先伦 李刚 LI Hailun;WANG Chuan;GONG Hailing;LENG Xianlun;LI Gang

作者机构：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFF0108706 2017YFF0108705) 

出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)

年 卷 期：2022年第30卷第5期

页      码：1256-1274页

摘      要：地下洞室围岩裂隙遇水侵蚀而引发不同程度的劣化对洞室稳定性具有不利影响.针对此问题,以华北某大型抽水蓄能电站为依托,在地质赋存环境和工程问题分析的基础上,开展了裂隙劣化对支护结构内力及围岩变形的影响规律研究.首先基于滑动裂隙模型,通过考虑裂隙水侵蚀引发的裂隙面静水压力和裂隙面强度、刚度的变化,从理论上分析了裂隙劣化的影响机制.其次借鉴强度折减法的思想,通过对裂隙、锚索、喷砼等多种结构的精细模拟,从数值上研究了裂隙劣化的影响程度.最后通过对比分析两部分的结果,提出了裂隙劣化下支护结构受力和围岩变形的预测模型.研究表明:洞室开挖支护后,裂隙劣化是围岩局部变形发展过大的主要诱发因素,且随着劣化程度的加深表现为:(1)支护结构的内力在与裂隙相交处先呈指数型增长而后趋于平稳,最大增幅为100%~150%;(2)围岩的变形呈指数型增长,其中裂隙的滑移和开裂变形量值增幅为100%~120%,围岩的整体变形量值增幅为30%~40%.大型地下洞室施工和运营期间应当充分考虑裂隙劣化对稳定性的不良影响,忽略其影响可能使工程偏于危险.

主 题 词：裂隙劣化 围岩变形 支护结构内力 滑动裂隙模型 强度折减 

学科分类：08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0815[工学-矿业类] 0705[理学-地理科学类] 0903[农学-动物生产类] 081503[081503] 

核心收录：

D　O　I：10.16058/j.issn.1005-0930.2022.05.016

馆 藏 号：203114398...