地下洞室節(jié)理圍巖穩(wěn)定性及支護優(yōu)化的離散元分析.pdf

1、工程巖體中普遍存在大量的軟弱結構面,這些結構面使巖體的完整性及均勻性受到不同程度的破壞,不僅削弱了巖體的力學強度,還控制著巖體的變形、破壞機理等,直接影響地下工程的設計、施工及其穩(wěn)定性。本文以西部某電站的導流隧洞為分析對象,基于離散元法,從節(jié)理特性(傾角、連通率)、側(cè)壓力系數(shù)兩大方面對地下洞室圍巖穩(wěn)定性的影響進行了深入研究,并對 V類圍巖中支護措施的優(yōu)化方法進行了一定的總結,主要研究工作如下:
　　(1)研究了含單組節(jié)理的層狀巖體

2、中,結構面傾角對節(jié)理圍巖穩(wěn)定性的影響,數(shù)值分析表明隨傾角的增大,洞周應力分布非對稱性增強,洞室拱頂及邊墻的位移顯著增大,對洞室底部圍巖有利,但對邊墻不利。針對位于含兩組交叉節(jié)理的巖體中的洞室開挖進行模擬,結果表明交叉節(jié)理對圍巖穩(wěn)定性的影響與單一節(jié)理組的影響規(guī)律基本一致,在含有一組垂直結構面的巖體中開挖洞室圍巖穩(wěn)定性最差。巖體的節(jié)理連通率對圍巖穩(wěn)定性有明顯的影響,對比連通節(jié)理模型和非連通節(jié)理模型的數(shù)值分析結果,非連通節(jié)理模型分析得到的圍巖

3、穩(wěn)定性較強,圍巖的破壞范圍也較連通節(jié)理模型的小。
　　(2)探討了在不同側(cè)壓力系數(shù)下,洞室開挖對節(jié)理巖體中洞室圍巖變形及受力特征的影響。在無支護措施下,水平地應力的增加,會使節(jié)理滑移區(qū)面積增大,對洞室穩(wěn)定性十分不利。且當側(cè)壓力系數(shù)較大時,洞室邊墻出現(xiàn)受拉區(qū),因此,在對水平地應力較大的巖體中開挖洞室,除頂拱上方的巖體外,還應密切關注洞室邊墻圍巖的穩(wěn)定性,適當加強邊墻的支護措施。
　　(3)對節(jié)理巖體中洞室的支護時機及支護措施進