深埋岩溶隧道爆破开挖对围岩损伤及渗流特性的影响

深埋岩溶隧道开挖会造成围岩特殊的损伤破坏形式,并且损伤区也会影响围岩渗流场及隧道边界的涌水状况,对深埋岩溶隧道爆破开挖作用下围岩的损伤及渗流特性有重要的研究意义。为了研究爆破开挖对深埋岩溶隧道围岩损伤及渗流的影响规律,基于COMSOL Multiphysics软件建立数值模型并嵌入应力-渗流-损伤耦合方程式进行计算,采用解析法计算了简化条件下岩溶隧道开挖时围岩的应力分布,并与数值计算结果进行比较。结果表明:解析法与数值法计算的围岩应力分布有一致性,爆炸荷载使靠近溶洞侧隧道肩部及脚部区域会产生较大的拉应力;爆破后会在隔水岩柱形成“齿”状损伤区,同时引起肩部及脚部区域流速的增加,其可作为判断溶洞方位的参考依据;溶洞净距减小、洞径及水压增加会引起“齿”延伸倾角及最大涌水位置变化、隧道边界涌水量的增加,可根据“齿”延伸方向判断损伤区检测的合理方位,根据最大涌水位置变化、隧道边界涌水量的变化,合理调整涌水防治措施强度及重点防治部位。研究成果可为溶洞位置判定、隧道损伤区检测以及边界涌水防治措施提供参考。

邻洞爆破下软弱夹层对洞库稳定性的影响研究

为了研究邻洞爆破下软弱夹层对压气储能洞库稳定性的影响,基于弹塑性损伤理论框架,采用COMSOL Multiphysics数值仿真,将储气过程视为静态过程,考虑了岩石的塑性变形机制和刚度退化,通过对等效塑性应变表征岩石损伤变量的演化研究,分析夹层厚度、倾角和位置对内衬洞室稳定性的影响。结果表明:①随着夹层厚度的增加,靠近夹层部分的衬砌塑性应变增量增加,且最靠近夹层处受夹层影响最大。②夹层倾角从30°增加至90°过程中,会增加洞室左侧塑性变形,当夹层倾角小于45°时,倾角改变对质点峰值摇动速度PPV最大值影响较小,而当夹层倾角大于45°后,PPV最大值随夹角增加显著增大。③夹层距离洞室边界小于0.2 r时,距离的增加使最靠近夹层处衬砌最大塑性应变增量显著下降;间距大于0.2 r时,最大塑性应变增量随间距增加的变化较小,对稳定性影响相对较小。研究成果可以为压缩空气储能洞库的设计和施工提供参考。

坝肩窑洞式开挖技术研究现状和展望

中国西南地区山高谷深,水能资源充沛,但水电站坝肩开挖往往受到特殊地形地质条件、生态环境要求的影响,成为了制约水电工程建设的关键问题之一。针对常见的坝肩明挖方式所面临的挑战,从多个方面阐述了窑洞式开挖技术的优缺点,并基于现有工程的实践应用经验,分析了窑洞式开挖技术在工程应用中的关键问题以及相应对策;聚焦于高寒地区水电开发的巨大潜力和水利水电技术的发展要求,分析了窑洞式开挖技术在高寒地区的应用前景以及推行坝肩智能化开挖的先天优势。研究成果可为推动大坝建设技术的发展,促进水电优质、安全、绿色、高效开发提供参考。

礁灰岩锚固体系界面强度劣化规律试验研究

基于拉拔和推出试验开展了不同龄期礁灰岩锚固体的界面黏结强度研究,结合动态冲击试验,分析了动力扰动下礁灰岩锚固体系中锚杆-砂浆(B-M)界面、礁灰岩-砂浆(R-M)界面强度的演变规律。结果表明,B-M和R-M组合体在动态冲击荷载作用下,随着冲击气压的增大,界面强度劣化效应发展速率逐渐增加,且随着养护龄期从1d增加至7d, B-M和R-M组合体界面强度受冲击气压的影响显著减小;与此同时,分别建立了B-M和R-M组合体的界面强度损耗率与冲击气压和养护龄期之间的关系式,发现动态冲击荷载对界面强度劣化起主导作用,在养护后期,B-M界面抵抗冲击荷载的能力强于R-M界面;静力拉拔作用下,礁灰岩锚固体系的破坏更易发生于R-M界面。

高地应力硬岩硐室群爆破开挖围岩稳定性分析

针对双江口水电站大型地下厂房,采用数值仿真探究了高地应力条件下开挖卸荷对围岩变形与破坏的影响。通过微震监测技术,对厂房爆破开挖过程微震事件的时空活动特征进行了监测与分析,并与数值模拟结果进行了对比。结果表明,地下厂房开挖初期,拱顶围岩易出现拉应力集中,拱肩及拱脚处压应力集中显著,需要重点关注拱顶、拱肩及拱脚部位。微震事件的发生与现场施工活动密切相关,随着开挖卸荷强度增大,围岩应力调整趋于剧烈,微震事件发生的频率及强度显著上升。微震事件空间分布特征受不良结构面影响显著,在高应力卸荷作用下,构造面周边微震事件聚集现象明显,易形成局部损伤破坏区。