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原文传递浅埋大跨度洞室群围岩稳定性工程地质研究

论文题名：	浅埋大跨度洞室群围岩稳定性工程地质研究
关键词：	岩体初始结构;浅埋洞室群;岩体质量反馈分析;洞室稳定分析;水电站;地下洞室;围岩稳定性;工程地质
摘要：	百色水电站将地下厂房洞、主变尾闸洞、尾水洞等洞室，以1倍左右间距，布置在水平宽度150m、上覆有效岩体厚度0.8～1.5倍跨度、由次块——镶嵌碎裂结构辉绿岩构成的呈斜坡地形的山体内。论文以次块——碎裂结构岩体中浅埋大跨度洞室群成功修建所经历的勘测—施工—监测—运行全过程所获得的系列资料，从地下洞室群围岩的初始应力环境、围岩初始结构条件、围岩初始力学特性出发，在建立符合初始环境条件的岩体力学模型的基础上，探讨了百色浅埋大跨度地下洞室群成功修建的工程地质基础条件、岩体工程特性和支护措施。论文主要内容如下： ①岩体初始结构分析——通过对比分析地下洞群区勘探平硐裂隙统计资料和钻孔声波与压水试验资料，研究了岩体暴露条件与初始条件下围岩结构类型的差异，基于岩体几何完整性和力学完整性一致性原则，分析了洞群区围岩的初始结构类型及比例。 ②岩体初始质量分析——通过钻孔、平硐、露天条件下变形模量测试结果的对比分析，建立了岩体纵波速度与变形模量的数学模型，根据洞群区岩体纵波速度，得到了岩体初始条件下变形模量的分布情况，并据此确定洞群区岩体初始质量。 ③岩体初始应力场分析——在区域应力场地质分析与有限元法模拟计算的基础上，依据研究区地应力实测资料，综合分析了洞群区岩体初始应力场的方向和量级，探讨了岩体初始应力场的空间分布特征。 ④洞室围岩分类——运用RMR法、Q系统法和水电围岩工程地质分类法对洞群区围岩进行了分类，探讨了各方法所得评价结果之间的相关关系。 ⑤洞室群围岩稳定性数值计算——基于洞群围岩初始应力环境、地质结构、岩体结构、岩体力学参数，建立了洞群区岩体初始力学模型，运用有限元法对洞室群整体稳定性进行了分析评价。 ⑥洞群围岩初始质量反馈分析——基于洞群区岩体力学模型，运用数值方法对岩体质量与围岩位移进行敏感性分析，建立了围岩质量与位移关系的数学模型，根据洞群围岩位移监测数据，反馈洞群岩体初始质量。 ⑦洞室群空间效应与岩体初始应力效应分析——基于研究区初始岩体力学模型，对洞室群间距、埋深和岩体应力场等进行了洞群围岩状态的敏感性分析，对洞群布置及应力环境的影响有了初步的认识。本论文的主要创新内容包括：①从岩体赋存环境出发，基于岩体几何完整性和力学完整性一致性原则，提出岩体初始结构的概念，给出岩体初始结构分类的基本原则；②以岩体变形模量作为表征岩体质量的主要指标，通过分析不同环境条件下岩体的变形模量的差异，提出岩体初始质量的概念及评价方法；③基于上述研究，初步形成了从地质初始环境分析入手，经过建模计算、分析评价、提出措施，到岩体力学模型反馈验算的浅埋地下洞室围岩稳定性工程地质评价方法体系。从正反两个方面论述了百色浅埋大跨度洞室群成功修建的地质因素和工程因素，即较好的岩体初始质量，有利的岩体初始应力环境和适宜的支护措施。
作者：	米德才
专业：	地质工程
导师：	聂德新
授予学位：	博士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文