论文部分内容阅读
随着与地下工程密切相关的基础设施建设大规模进行,地下工程也遇到了越来越多的高地应力软岩问题,由软岩隧洞大变形失稳带来的工程事故也时有发生。因此,深埋软岩大变形隧洞安全性评价与调控措施研究已经成为亟待解决的研究课题。本文以锦屏二级水电站引水隧洞绿泥石片岩洞段为研究背景,通过系统的室内实验和现场观测,揭示其变形破坏机理和规律,提出相应的评价指标和调控措施,并进行典型洞段的实践验证,论文取得了如下主要研究成果:
(1)对锦屏二级引水隧洞深埋干燥和饱和绿泥石片岩进行了单轴、三轴加载试验及矿物成分分析,从机理上对绿泥石片岩的低强度、高离散性、强变形能力及吸水软化崩解等特点进行了分析,为锦屏二级深埋绿泥石片岩隧洞大变形破坏机理的分析和对隧洞安全性评价与施工支护措施的研究提供了重要参考依据。
(2)系统总结了锦屏深埋绿泥石片岩隧洞的变形破坏规律,从岩石力学理论、矿物组成、施工因素、地质条件、力学和水理性质等多个角度深入、系统地讨论分析了深埋绿泥石片岩隧洞大变形和典型破坏模式的形成机理以及关键影响因素,并在此基础上,对锦屏绿泥石片岩隧洞的变形破坏类型进行了划分。
(3)基于深埋绿泥石片岩隧洞围岩明显的阶段性破坏特点和充分利用现场收敛监测资料及室内试验数据的考量,提出了基于应变比的隧洞围岩失稳准则。针对锦屏绿泥石片岩隧洞变形离散性大、岩性分布不均一和受地应力影响显著等特点,提出采用应变比失稳准则,并分别从局部断面和隧洞整体两个层次对隧洞安全性进行评价的方法。在前面研究的基础上,参考现代支护设计理论思想,提出了锦屏深埋绿泥片岩隧洞大变形调控原则及典型破坏模式的调控措施。
(4)应用上述深埋绿泥石片岩隧洞安全性评价与调控措施的研究成果,对锦屏二级水电站绿泥石片岩隧洞严重挤压段的上半层开挖后隧洞安全性进行了评估,并预测了下半层开挖的隧洞围岩安全性情况,提出了合理的加固措施与开挖建议。锦屏绿泥石片岩隧洞开挖实践表明,本文方法充分利用了现场及室内有效信息,对隧洞围岩安全性进行的评估合理的反映了现场的围岩安全性情况,由此提出的加固支护建议有效地保障了隧洞落底开挖的顺利进行。