开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究.pdf

　　 开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究 １ １ １ ２ ２ １ 贺晓钢 ，徐奴文 ，戴　峰 ，朱永国 ，肖培伟 ，李　彪 （１．四川大学　水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都　６１００６５； ２．国电大渡河猴子岩水电建设有限公司，四川 康定　６２６００５） 摘要：猴子岩水电站地下厂房位置地处深山峡谷区，区域地质构造背景较为复杂，并且具有地应力值相对较高，洞室跨度大、边墙 高，洞室埋深大等特点。地应力最大值有３６ＭＰａ，最大垂直埋深可达６６０ｍ。因此，在开挖过程中，岩体卸荷对洞室围岩的稳定性 影响较大。选择典型剖面，运用快速拉格朗日差分法（ＦＬＡＣ３Ｄ）对地下洞室的分层开挖支护过程进行了数值模拟，对模拟结果进行 分析，包括围岩变形场、应力场和塑性区的分布规律，并将模拟结果与现场内观监测资料和微震监测资料进行对比分析。分析表 明，围岩变形与内观监测结果较为吻合，同时在围岩应力发生集中的部位，微震事件发生区域性聚集。因此，可以通过数值模拟来 预测后续开挖中的围岩变形，为开挖支护施工提供指导。 关键词：地下厂房；开挖支护；围岩稳定；数值模拟；现场监测 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１４．Ｓ．０２４ 中图分类号：ＴＤ３１　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１４）Ｓ－０１４５－０８ ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋ ＭａｓｓｅｓｏｆＤｅｅｐＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＰｏｗｅｒｈｏｕｓｅＣａｖｅｒｎｓ ｕｎｄｅｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆＥｘｃａｖａｔｉｏｎＵｎｌｏａｄｉｎｇ １ １ １ ２ ２ １ ＨＥＸｉａｏｇａｎｇ，ＸＵＮｕｗｅｎ，ＤＡＩＦｅｎｇ，ＺＨＵＹｏｎｇｇｕｏ，ＸＩＡＯＰｅｉｗｅｉ，ＬＩＢｉａｏ （１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄＭｏｕｎｔａｉｎＲｉｖｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６５，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＧｕｏＤｉａｎＤａｄｕＲｉｖｅｒＨｏｕｚｉｙａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｎｇｄｉｎｇ６２６００５，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅｏｆＨｏｕｚｉｙａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｍｏｕｎｔａｉｎｓ ａｎｄｖａｌｌｅｙｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｃｏｍｐｌｅｘ．Ｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅｃａｖｅｒｎｓｈａｖｅｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｓｔｒａｔａｓｔｒｅｓｓ，ｌａｒｇｅｓｐａｎ，ｈｉｇｈｓｉｄｅｗａｌｌｓａｎｄｌａｒｇｅｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｉｓ３６ ＭＰａａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｃａｖｅｒｎｓｉｓ６６０ｍ．Ｄｕｒｉｎｇｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｒｏｃｋｕｎｌｏａｄｉｎｇｈａｓａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎ ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅｃａｖｅｒｎｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＦａｓｔＬａｇｒａｎｇｉａｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｎｔｉｎｕｕｍｍｅｔｈｏｄ（ＦＬＡＣ３Ｄ）．Ｔｈｅｎｔｈｅ？ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ？ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｉｅｌｄ，ｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄａｎｄｐｌａｓｔｉｃｚｏｎｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎ