泰山抽水蓄能電站廠區(qū)節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析研究.pdf

1、節(jié)理裂隙巖體是地下洞室開挖過程中最為常見的巖體類型之一，其穩(wěn)定性決定著地下洞室群的整體穩(wěn)定性，對地下洞室群持久穩(wěn)定安全運營也起著極為關鍵的作用。本文以泰山抽水蓄能電站廠區(qū)節(jié)理裂隙巖體地下洞室群為計算背景，對廠區(qū)關鍵部位節(jié)理裂隙巖體進行模擬計算。利用概率統(tǒng)計分析的方法，得到了工程區(qū)結構面的產狀特征并預測了多種失效模式的失效概率。對主廠房、交叉路口、巖壁吊車梁及營地邊坡進行了穩(wěn)定性分析計算。主要研究的內容及成果如下:
　　廠區(qū)節(jié)理裂隙

2、面統(tǒng)計分析、失效模式及概率分析研究。泰山抽水蓄能電站廠區(qū)巖體存在著大量的不連續(xù)結構面，包括節(jié)理、斷層，及其巖體內所充填的巖脈，由于結構面幾何和力學特性具有明顯隨機特征，故分析其統(tǒng)計特征作為后續(xù)研究的依據(jù)。在對研究區(qū)巖體結構面產狀進行統(tǒng)計匯總的基礎上，利用節(jié)理統(tǒng)計分析程序分別繪制了結構面的玫瑰圖和極點等值線圖，以分析結構面產狀及地應力走向，并繪制赤平極射投影，結合洞室開挖走向定性分析不利節(jié)理裂隙面情況。針對符合研究區(qū)特點的結構面產狀，計算

3、了不同失效模式下的失效概率，得到了廠區(qū)巖體結構面的統(tǒng)計特征和最危險失效類型及失效概率。
　　地下主廠房楔形體穩(wěn)定性分析研究。在節(jié)理裂隙統(tǒng)計分析的基礎上，利用Unwedge計算工具對地下廠房隨機塊體進行搜索，模擬計算隨機塊體的安全穩(wěn)定性。得到了塊體體積、重量及安全系數(shù)，分析評價了主廠房圍巖穩(wěn)定性狀況，并對洞室圍巖的長期穩(wěn)定性進行了預測，提出了支護方案并驗算了支護效果。最后深入研究了不同開挖走向、不同斷面形式及巖體蝕變程度對關鍵塊體穩(wěn)

4、定性的影響。
　　地下節(jié)理隧洞交叉口關鍵塊體穩(wěn)定性分析。建立了多個地下洞室三岔路口數(shù)值計算模型，分別搜索了三岔路口處的關鍵塊體，統(tǒng)計分析各塊體的安全系數(shù)，考慮結構面幾何和力學特征的隨機性，及不同結構面的差異，對計算結果進行了概率統(tǒng)計分析，從概率論的角度對交叉路口關鍵塊體穩(wěn)定性進行了分析評價。
　　巖壁吊車梁及上庫營地巖質邊坡穩(wěn)定性分析研究。概化上庫營地邊坡模型，基于極限平衡法，利用巖土邊坡分析軟件，對3種不同工況下上庫營地邊