地下水库集水廊道开挖围岩稳定及影响因素分析

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在地下工程施工过程中,最为关键也是第一道工序就是岩土的开挖,由于地下岩体存在于非稳定应力场(初始地应力场)中,洞室开挖必定导致洞周一定范围内的应力重新分布,当重新分布导致的二次应力超过岩体所能承载的极限强度时就会造成围岩岩体失稳,给人员设备安全带来严重威胁,在实际工程中影响围岩稳定的因素有很多,掌握各影响因素变化对围岩稳定的影响对地下工程建设的安全性及经济性有着重要的意义,而同时随着我国水利水电工程建设的飞速发展,大量的,各种类型的地下洞室在西部地区修建,对开挖后的围岩稳定分析显得更为必要。  基于以上原因,本文总结了目前常用地下洞室围岩稳定性的判断依据及影响围岩稳定的主要因素,介绍了围岩的破坏形态及锚喷支护作用机理。以石林地下水库集水廊道为研究对象,采用ABAQUS有限元软件提供的Mohr-Coulomb屈服模型,对集水廊道开挖进行了围岩稳定性数值模拟分析。论文主要研究内容如下:  (1)结合云南石林地下水库工程现场实际状况及地质资料,通过查阅文献、现场调研,归纳总结集水廊道开挖方案及施工工艺,为后续分析计算做铺垫。  (2)对集水廊道施工开挖后不采取任何支护措施和及时施作初期支护两种工况进行了数值仿真分析,比较了两种工况下围岩变形、应力场分布情况。  (3)分析了廊道埋深、侧压力系数、喷层厚度以及围岩类别影响因素变化时围岩变形、应力场分布、塑性区大小、初期支护受力及变形的变化规律,研究结果为同类工程的设计与施工提供了理论依据和指导。  (4)对围岩主要参数作了敏感性分析,通过控制单一参数变化时对围岩稳定的几项重点评价指标的敏感程度,区分了影响评价指标的主要敏感参数与次要敏感参数。
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