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复杂条件下围岩分类研究——以锦屏二级水电站深埋隧洞围岩分类为例
| 论文题名： | 复杂条件下围岩分类研究——以锦屏二级水电站深埋隧洞围岩分类为例 |
| 关键词： | 工程地质;围岩分类;高地应力;高外水压力;水电站;深埋隧洞 |
| 摘要： | 常用围岩分类方法只适用于中低地应力、低外水压力条件，在高地应力、高外水压力条件下的适用性差。本文以几个具有20～40MPa高地应力、1～10MPa高外水压力的锦屏深埋隧洞为地质原型，对高地应力、高外水压力条件下的围岩分类问题进行研究。锦屏深埋隧洞岩层产状近直立、属于硬质岩石；隧洞走向与岩层走向近垂直；在高地应力作用下的主要变形破坏方式是岩爆。为了比较不同围岩分类方法分类结果的相对大小，提出了比较不同围岩分类方法分类结果相对大小的归一化方法，并引入可靠度概念，提出围岩分类方法“适用性”、“一致性”的概念及其数学表达方法，为研究各种分类方法之间的相互关系提供了理论基础。另外，我国现行国家标准中尚无岩爆烈度与围岩类别的关系方面的规定，文中提出了岩爆烈度与围岩类别的对应关系，为正确评价岩爆区围岩类别以及相关国家标准的修订奠定了基础。 首先，通过对常用围岩分类方法在5km长探洞分类结果的相关性、一致性、适用性分析，找到常用分类方法在高地应力、高外水压力条件下的缺陷。然后，把岩爆烈度、水力劈裂临界水头压力值Pc引入到Q系统，并对地应力折减系数SRF的取值进行修正、对地下水修正系数Jw的取值进行改进，建立了适于高地应力、高外水压力条件下的围岩分类方法——JPQ系统；把地应力修正系数k、岩爆烈度、Pc引入到RMR分类，建立了适于高地应力、高外水压力条件下的围岩分类方法——JPRMR分类；把地应力修正系数k、岩爆烈度、Pc引入到我国现行国家标准中的围岩分类方法——HC分类，抛弃HC分类中用强度应力比S校正高地应力区围岩类别的方法，建立了适于高地应力、高外水压力条件下的围岩分类方法——JPHC分类。 以JPQ系统、JPRMR分类、JPHC分类为基础，建立了适于锦屏深埋隧洞围岩分类的分类体系——JPF体系。同时，给出综合围岩类别的定量确定方法，并建立了适于锦屏深埋隧洞围岩支护的支护体系。 通过长度约6km辅助洞的验证，认为JPF体系能较好地反映高地应力、高外水压力条件下的围岩类别。另外，还可以通过调整SRF或k值的大小，反映结构性流变、工程软岩塑性流动等围岩变形破坏方式对围岩类别的影响，从这个意义上讲，JPF体系还可推广到其它复杂条件下的深埋隧洞围岩分类中使用。 |
| 作者： | 王广德 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 刘汉超 |
| 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 |
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