泰山抽水蓄能電站廠區(qū)節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析研究.pdf

1、節(jié)理裂隙巖體是地下洞室開(kāi)挖過(guò)程中最為常見(jiàn)的巖體類型之一，其穩(wěn)定性決定著地下洞室群的整體穩(wěn)定性，對(duì)地下洞室群持久穩(wěn)定安全運(yùn)營(yíng)也起著極為關(guān)鍵的作用。本文以泰山抽水蓄能電站廠區(qū)節(jié)理裂隙巖體地下洞室群為計(jì)算背景，對(duì)廠區(qū)關(guān)鍵部位節(jié)理裂隙巖體進(jìn)行模擬計(jì)算。利用概率統(tǒng)計(jì)分析的方法，得到了工程區(qū)結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀特征并預(yù)測(cè)了多種失效模式的失效概率。對(duì)主廠房、交叉路口、巖壁吊車梁及營(yíng)地邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析計(jì)算。主要研究的內(nèi)容及成果如下:
　　廠區(qū)節(jié)理裂隙

2、面統(tǒng)計(jì)分析、失效模式及概率分析研究。泰山抽水蓄能電站廠區(qū)巖體存在著大量的不連續(xù)結(jié)構(gòu)面，包括節(jié)理、斷層，及其巖體內(nèi)所充填的巖脈，由于結(jié)構(gòu)面幾何和力學(xué)特性具有明顯隨機(jī)特征，故分析其統(tǒng)計(jì)特征作為后續(xù)研究的依據(jù)。在對(duì)研究區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總的基礎(chǔ)上，利用節(jié)理統(tǒng)計(jì)分析程序分別繪制了結(jié)構(gòu)面的玫瑰圖和極點(diǎn)等值線圖，以分析結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及地應(yīng)力走向，并繪制赤平極射投影，結(jié)合洞室開(kāi)挖走向定性分析不利節(jié)理裂隙面情況。針對(duì)符合研究區(qū)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，計(jì)算

3、了不同失效模式下的失效概率，得到了廠區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面的統(tǒng)計(jì)特征和最危險(xiǎn)失效類型及失效概率。
　　地下主廠房楔形體穩(wěn)定性分析研究。在節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，利用Unwedge計(jì)算工具對(duì)地下廠房隨機(jī)塊體進(jìn)行搜索，模擬計(jì)算隨機(jī)塊體的安全穩(wěn)定性。得到了塊體體積、重量及安全系數(shù)，分析評(píng)價(jià)了主廠房圍巖穩(wěn)定性狀況，并對(duì)洞室圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)行了預(yù)測(cè)，提出了支護(hù)方案并驗(yàn)算了支護(hù)效果。最后深入研究了不同開(kāi)挖走向、不同斷面形式及巖體蝕變程度對(duì)關(guān)鍵塊體穩(wěn)

4、定性的影響。
　　地下節(jié)理隧洞交叉口關(guān)鍵塊體穩(wěn)定性分析。建立了多個(gè)地下洞室三岔路口數(shù)值計(jì)算模型，分別搜索了三岔路口處的關(guān)鍵塊體，統(tǒng)計(jì)分析各塊體的安全系數(shù)，考慮結(jié)構(gòu)面幾何和力學(xué)特征的隨機(jī)性，及不同結(jié)構(gòu)面的差異，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了概率統(tǒng)計(jì)分析，從概率論的角度對(duì)交叉路口關(guān)鍵塊體穩(wěn)定性進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。
　　巖壁吊車梁及上庫(kù)營(yíng)地巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析研究。概化上庫(kù)營(yíng)地邊坡模型，基于極限平衡法，利用巖土邊坡分析軟件，對(duì)3種不同工況下上庫(kù)營(yíng)地邊