开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2014.S.024

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隧道建设（中英文） ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (增刊): 145-452.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2014.S.024

开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究

贺晓钢¹，徐奴文¹，戴峰¹，朱永国²，肖培伟²，李彪¹

(1. 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都 610065； 2. 国电大渡河猴子岩水电建设有限公司，四川康定 626005)

收稿日期:2014-03-31 出版日期:2014-08-15 发布日期:2014-08-11
作者简介:贺晓钢(1990—)，男，山西吕梁人，四川大学岩土工程专业在读硕士，研究方面为岩土工程数值模拟。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51209127，51374149)；中国博士后科学基金面上项目(2013M540549)

Numerical Analysis on Stability of Surrounding Rock  Masses of Deep Underground Powerhouse Caverns  under Condition of Excavation Unloading

HE Xiaogang¹， XU Nuwen¹， DAI Feng¹， ZHU Yongguo²， XIAO Peiwei²， LI Biao¹

(1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University，Chengdu 610065, Sichuan，China; 2. China Guo Dian Dadu River Houziyan Hydropower  Development Co., Ltd., Kangding 626005, Sichuan, China)

Received:2014-03-31 Online:2014-08-15 Published:2014-08-11

摘要/Abstract

摘要：

猴子岩水电站地下厂房位置地处深山峡谷区，区域地质构造背景较为复杂，并且具有地应力值相对较高，洞室跨度大、边墙高，洞室埋深大等特点。地应力最大值有36 MPa，最大垂直埋深可达660 m。因此，在开挖过程中，岩体卸荷对洞室围岩的稳定性影响较大。选择典型剖面，运用快速拉格朗日差分法(FLAC3D)对地下洞室的分层开挖支护过程进行了数值模拟，对模拟结果进行分析，包括围岩变形场、应力场和塑性区的分布规律，并将模拟结果与现场内观监测资料和微震监测资料进行对比分析。分析表明，围岩变形与内观监测结果较为吻合，同时在围岩应力发生集中的部位，微震事件发生区域性聚集。因此，可以通过数值模拟来预测后续开挖中的围岩变形，为开挖支护施工提供指导。

关键词: 地下厂房, 开挖支护, 围岩稳定, 数值模拟, 现场监测

Abstract:

The underground powerhouse of Houziyan Hydropower Station is located in the region with high mountains and valleys, and the regional geological conditions are complex. The underground powerhouse caverns have some typical characteristics such as high strata stress, large span, high sidewalls and large depth. The maximum principal stress is 36 MPa and the maximum vertical depth of the caverns is 660 m. During excavation, rock unloading has an influence on the stability of surrounding rock mass. In the paper, numerical simulation of excavation and support of the underground powerhouse caverns was performed by using the Fast Lagrangian Analysis of Continuum method (FLAC3D). Then the?distribution?characteristics of deformation field, stress field and plastic zones were analyzed. In addition, the numerical calculation results were compared with the results of scene monitoring and microseismic monitoring. It shows that the deformation of surround rock mass based on the numerical calculation coincides with the monitoring results. The regional aggregation of microseismic events happened in the region of stress concentrating. Given this, the deformation of the rock mass surrounding underground caverns can be predicted using numerical calculation. The results can provide guidance for the construction excavation and support.

Key words: underground powerhouse, excavation and support, rock mass stability, numerical simulation, scene monitoring

中图分类号:

TD31

贺晓钢，徐奴文，戴峰，朱永国，肖培伟，李彪. 开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究[J]. 隧道建设, 2014, 34(增刊): 145-452.

HE Xiaogang， XU Nuwen， DAI Feng， ZHU Yongguo， XIAO Peiwei， LI Biao. Numerical Analysis on Stability of Surrounding Rock  Masses of Deep Underground Powerhouse Caverns  under Condition of Excavation Unloading[J]. Tunnel Construction, 2014, 34(增刊): 145-452.

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开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究

Numerical Analysis on Stability of Surrounding Rock  Masses of Deep Underground Powerhouse Caverns  under Condition of Excavation Unloading

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