地质强度指标对白鹤滩水电站地下厂房围岩稳定性的影响研究

在工程实践中,由于地质强度指标的取值主观性较强,难以细化地质强度指标对大型地下洞室围岩稳定性的影响。为此,基于白鹤滩水电站地下厂房洞室群,在验证已有Hoek-Brown本构参数合理性的基础上,讨论不同地质强度指标取值对围岩稳定性的影响。结果表明,厂房与主变洞围岩的变形量和塑性区深度随着峰值地质强度指标的增大而减小,且各部位变化规律基本一致;地下厂房与主变洞围岩变形、塑性区深度的变化规律及趋势可分为基本不变(地质强度指标为90~80)、缓变(地质强度指标为80~50)、陡变(地质强度指标为50~40)3个阶段;厂房上游岩锚梁处的变形量始终大于其他部位,厂房下游岩锚梁附近与主变洞上游边墙中部围岩的塑性区变化较其他部位幅度大,围岩塑性区深度增加比较明显。该研究为类似其他大型地下洞室开挖提供了理论参考。

考虑溶蚀作用的灰岩力学性质劣化模型

目前溶蚀作用下灰岩的力学特性试验及其本构模型偏少,为揭示溶蚀作用对灰岩力学性质的劣化影响,建立适用于描述溶蚀作用下灰岩力学性质劣化的本构模型。首先,基于溶蚀作用下灰岩单轴压缩试验结果,深入分析灰岩的力学特性,结果表明灰岩弹性性质和强度性质会受溶蚀作用和塑性特征影响;其次,基于应变软化模型,从弹性增量法则、屈服准则和流动法则3个方面建立溶蚀作用下灰岩力学性质劣化模型(deterioration model of mechanical properties of limestone under dissolution,DLDM);然后,采用FLAC^(3D)-机器学习方法得到灰岩力学参数(弹性模量、黏聚力、内摩擦角)随溶蚀作用和等效塑性应变的具体变化规律;最后,对比已有试验值和模型计算值,验证DLDM模型合理性。验证表明,DLDM模型的计算结果与灰岩单轴压缩试验结果相吻合,能够准确地描述灰岩破坏过程中弹性模量、强度参数劣化演化规律,同时该模型可为岩溶地层中地下工程围岩稳定性分析提供理论依据。