不同地應(yīng)力特征及不同屈服準(zhǔn)則對(duì)地下洞室穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、我國(guó)水利資源十分豐富，特別是西南地區(qū)，蘊(yùn)藏著巨大潛力。近年進(jìn)入規(guī)劃和設(shè)計(jì)的西南水電站的建設(shè)，正在蓬勃發(fā)展。而這些工程多處在高山峽谷地區(qū)，電站廠房群采用地下開(kāi)挖的方法是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。因此，地下工程的穩(wěn)定性是一個(gè)重要的研究課題。 地下工程圍巖穩(wěn)定性是一個(gè)多因素影響的問(wèn)題，地應(yīng)力是重要影響因素之一。本文采用數(shù)值分析軟件FLAC3D，以雙江口工程地下廠房洞群結(jié)構(gòu)為主要背景，主要考慮了4個(gè)特征因素，即圍巖主要力學(xué)參數(shù)、洞室埋深、水平向地應(yīng)

2、力側(cè)壓系數(shù)、廠房縱軸線與水平向最大主應(yīng)力夾角這四個(gè)因素，采用邊墻關(guān)鍵點(diǎn)位移、塑性區(qū)及圍巖劈裂破壞判據(jù)的分析方法，開(kāi)展多個(gè)因素影響下的數(shù)值分析，研究不同地應(yīng)力特征對(duì)洞室圍巖穩(wěn)定性的影響?；趯?duì)各個(gè)因素的分析，在前人提出的邊墻關(guān)鍵點(diǎn)位移預(yù)測(cè)公式基礎(chǔ)上，提出在真三維應(yīng)力條件下的修正公式，使該公式能夠預(yù)測(cè)真三維計(jì)算模型的邊墻關(guān)鍵點(diǎn)位移。對(duì)于廠房縱軸線與水平向最大主應(yīng)力夾角這一因素，分別依據(jù)邊墻關(guān)鍵點(diǎn)位移、塑性區(qū)體積、劈裂區(qū)體積最小的原則計(jì)算得到

3、：在不同地應(yīng)力條件下，最有利于洞室圍巖穩(wěn)定的最大水平主應(yīng)力和洞室軸線夾角θ，即洞室軸線方位的最優(yōu)選擇。 對(duì)FLAC3D后處理方面的不足，以前人的FLAC3D—Tecplot的后處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?yàn)榛A(chǔ)，在該程序中添加了圍巖劈裂破壞判據(jù)，實(shí)現(xiàn)劈裂區(qū)判別和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的整合。 在地下洞室穩(wěn)定性分析時(shí)，巖石屈服準(zhǔn)則的選取也是圍巖穩(wěn)定性研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文以Zienkiewicz—Pande剪切屈服條件為基礎(chǔ)，加入拉應(yīng)力破壞屈服條

4、件，建立基于Zienkiewiez—Pande剪破壞屈服條件和拉應(yīng)力破壞屈服條件的復(fù)合本構(gòu)模型。利用FLAC3D的二次開(kāi)發(fā)接口，在VC++7．1環(huán)境下，將Zienkiewicz—Pande復(fù)合本構(gòu)模型程序化，并被FLAC3D調(diào)用和計(jì)算。最后，分別采用開(kāi)發(fā)的Zienkiewicz—Pande模型和FLAC3D中自帶的Mohr—Coulomb模型、內(nèi)切圓錐Druker—Prager模型和外接圓錐Druker—Prager模型，對(duì)雙江口水電站