不同排水措施对地下厂房围岩稳定的影响研究

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地下工程是本世纪岩土体工程发展的新趋势,许多大型水利水电工程地处深山峡谷之中,地上空间非常有限,地下空间的利用不仅解决了枢纽布置的空间问题,同时可以充分利用水头差提高水能的利用率。地下工程一般建在地下几十米甚至上百米深,而且地下结构比较复杂,特别是对于采用首部开发方式的大跨度、高边墙的地下洞室群,距离上游水库较近,对洞室群的防水、防潮及围岩稳定等提出了较高的要求。   本文参照已建的地下厂房所采用的排水措施,针对本论文中的工程实例提出了几种不同的排水措施,并研究了其对围岩的渗流场、应力场及其稳定的影响,最终确定出较为合理的排水措施。   本文首先综述地下厂房发展的现状及趋势,重点阐述岩体的渗流和围岩稳定以及地下工程的排水措施的发展现状及趋势,得出应该采取合理的排水措施排出地下水:再根据工程的水文地质条件和地层岩性,通过有限元软件Seep-3D研究了施工期地下厂房洞室群在不同排水措施下的渗流场分布与变化规律(包括渗流水头等势线、洞室浸润面、渗流量、水力坡降、渗透压力等),通过对不同排水措施下岩体渗流场的对比分析,研究提出较为合理的排水措施;然后根据上述围岩渗流场的分析结果,基于ADINA软件建立了进行施工期地下厂房洞室群围岩应力变形分析的有限元模型,研究洞室在较为合理的排水措施下,支护前后对围岩应力变形的影响(包括围岩的应力场、位移场和塑性破坏区等),再对不同排水措施下施工期地下厂房洞室群围岩应力变形的分布规律进行了对比分析,结果表明,采用对围岩渗流场而言较为合理的排水措施,可明显减小围岩的变形,对围岩稳定更为有利;最后基于上述关于洞室群围岩应力变形的分析结果,采用位移经验公式法,对较为合理的排水措施下的围岩稳定性进行了定量的分析研究。   研究结果表明,排水措施对于施工期地下厂房洞室群的渗流场、应力变形分布及围岩稳定至关重要,基于渗流分析和应力变形分析结果对不同排水措施的优劣进行对比分析和评价是必要的,也是可行的。本文的研究思路和所获成果,对于类似工程问题的研究解决具有较好的参考和应用价值。
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