锦屏Ⅱ水电站辅助洞岩爆灾害评价及对策研究

锦屏Ⅱ水电站辅助洞是典型的深埋隧洞,高应力条件下的岩爆灾害一直是设计和施工阶段面临的主要问题之一。通过统计辅助洞开挖过程中岩爆的基本规律,结合地应力和典型岩层的室内岩石力学试验,采用不同的岩爆评价指标对辅助洞的岩爆危险性进行了评价分析。并针对辅助洞工程的实际情况,讨论了施工过程中岩爆防治的措施,提出相应的岩爆控制对策,为锦屏Ⅱ水电站正在施工的4条深埋长大引水隧洞中岩爆的预测和防治提供了重要的基础性数据和借鉴,并可为现场施工提供指导。

板裂化模型试样失稳破坏及其裂隙扩展特征的试验研究

锦屏二级水电站深埋隧洞大量岩爆案例表明板裂化围岩的失稳破坏与岩爆之间具有很强的相关性。采用高强石膏配制满足板裂化围岩结构特征的硬脆性模型试样,通过一侧约束条件下的单轴压缩试验研究板裂化模型试样的失稳破坏过程、强度与变形特性及其裂纹扩展特征。研究表明,(1)板裂化模型试样失稳破坏过程表现出应变型岩爆的特征,其典型的破坏过程为预制裂隙尖端张拉裂纹的萌生与扩展-试样劈裂成板-岩板屈曲变形-岩板压折、岩片弹射;(2)与完整试样相比,含1条、2条、3条预制裂隙模型试样的峰值强度、弹性模量均呈现稳定下降的趋势,而峰值轴向应变则是先减小后增大;(3)试样预制裂隙尖端张拉裂纹的产生会造成:相邻预制裂隙尖端横向应变值的突变、试样侧向变形量的突增以及侧向变形速率的显著增大;(4)临空面附近的预制裂隙,其尖端产生的张拉裂纹在很短的时间内便会失稳扩展,并造成试样的失稳破坏。最后,分析试样变形破坏过程中的声发射特性。研究结果对于揭示深埋硬岩隧洞板裂化围岩的失稳破坏规律、岩爆的发生机制具有重要意义。

东非某大型水电工程地下洞室群稳定性研究

以东非某大型水电站为研究对象,建立地下洞室群的三维数值模型,基于Hoek-Brown破坏准则确定岩体力学参数,采用等效方法模拟系统支护效果,模拟洞室群七层开挖及支护的全过程,分析、对比围岩的变形、二次应力及塑性区等力学响应和整体稳定性。计算表明,Hoek-Brown准则是实用及可靠的;开挖后洞室变形、应力松弛、塑性区深度等均不显著,洞室整体稳定性良好,局部交叉部位需加强支护;采取系统支护后,上述力学响应均明显减弱,表明了支护的有效性;分析结果为后续的设计及施工提供重要依据。

东非某水电站地下洞室群开挖过程围岩力学行为演化及分析

以东非某水电站为例,通过三维数值模拟,分析地下洞室群开挖过程中围岩力学行为的演化,并进行稳定性分析,计算及分析结果表明,洞室整体稳定性较好,应力松弛部位应加强支护。分析结论可为项目的开挖和支护设计提供依据。

东非区水电工程地质勘察技术管理方法研究

以东非区某水电工程为例,介绍了海外项目地质勘察的特点及基本流程,通过分析勘察技术管理工作的难点,阐述了国内外水电系统规范体系技术标准的差异,提出了相应的应对措施,为以后涉外工程勘察设计工作提供借鉴。

深埋软岩隧洞中的软弱带效应分析

采用考虑围压效应的大理岩弹塑性耦合力学模型和基于Mohr-Coulomb准则的绿泥石片岩理想弹塑性模型,对深埋夹软弱带隧洞的围岩稳定性进行了数值模拟和理论分析,主要结论有:(1)当掌子面开挖至软弱带时,掌子面上的软弱岩体突出并不断塌落,掌子面后性质较好的围岩内产生了较大的塑性区,而掌子面前方围岩稳定性较好;(2)软弱带厚度对掌子面软弱带的塑性区影响较大,而对掌子面后方和前方围岩的稳定性影响不大;(3)岩体存在多软弱带时,当掌子面开挖至软弱带时,掌子面处软弱带内的塑性区与单软弱带时相同,而性质较好的围岩内产生了一定范围的塑性区。