软岩长大引水隧洞围岩稳定性评价及大变形预测研究——以涪江高坪铺水电工程为例

摘要

本文在阐明引水隧洞区域地质环境及工程地质条件的基础上，首先对隧洞全线进行了合理的工程地质分段和围岩质量评价，在此基础上采用数值模拟方法对隧洞开挖支护前后的稳定性进行了分析，最后对隧洞围岩的大变形问题进行预测。论文取得的主要成果如下： (1)在对研究区区域地质环境和工程地质条件进行详细论证的基础上，坚持以工程地质条件的差异为基本原则，对隧洞全线进行了合理的工程地质分段，并对各段的地质条件进行了评价。 (2)在综述隧洞围岩分类的基础上，针对高坪铺引水隧洞工程的特点采用《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)中推荐的围岩工程地质分类方法对高坪铺引水隧洞进行了合理的围岩分类。 (3)分别采用二维数值模拟和三维数值模拟方法对隧洞各个工程地质段典型剖面和深埋地段的围岩进行了稳定性分析。数值模拟结果表明：隧洞开挖后，隧洞围岩出现了不同程度的应力重分布，围岩位移较大，塑性破坏区分布范围也较大。喷锚联合支护后，围岩位移大大减小，塑性破坏区范围也明显减少，隧洞围岩整体处于稳定状态。 (4)运用地质综合分析预测和切向应变预测两种预测方法对高坪铺引水隧洞的大变形问题进行了预测，预测结果认为，高坪铺引水隧洞在深切沟谷发育位置和深埋洞段可能会出现围岩大变形问题。

目录

文摘

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第1章前言

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1隧道围岩岩体质量分类研究现状

1.2.2隧道围岩稳定性研究现状

1.2.3软岩及软岩大变形预测研究现状

1.3研究内容与技术路线

1.3.1主要研究内容

1.3.2研究思路和技术路线

第2章研究区区域及工程区地质条件研究

2.1区域地质环境

2.1.1区域地质构造特征

2.1.2新构造运动及地震

2.1.3区域应力场特征

2.2工程地质条件

2.2.1地形地貌

2.2.2地层岩性

2.2.3地质构造

2.2.4水文地质条件

2.2.5岩体物理力学特征

第3章隧洞沿线工程地质分段及围岩质量评价

3.1工程地质分段的目的及原则

3.2工程地质分段考虑的主要因素

3.3隧洞工程地质分段及各段基本特征

3.3.1金骨头—上闸址段

3.3.2上闸址—胜利坝段

3.3.3胜利坝—李氏沟段

3.3.4李氏沟—大梁上段

3.3.5大梁上—任家坝段

3.4隧洞围岩质量分段评价

3.4.1水电工程地下洞室围岩质量分类方法

3.4.2引水隧洞围岩分类各项指标的取值方式与评分标准

3.4.3引水隧洞围岩分类

3.4.4引水隧洞围岩质量总体评价

第4章隧洞围岩稳定性的二维数值模拟研究

4.1计算模型的建立及参数取值

4.1.1计算剖面的选择

4.1.2计算模型的建立

4.1.3计算参数的取值

4.2计算结果分析

4.2.1应力场特征分析

4.2.2位移特征分析

4.2.3塑性破坏区特征分析

第5章引水隧洞围岩稳定性的三维数值模拟研究

5.1 FLAC基本原理及特点

5.2计算模型的建立及参数取值

5.2.1模型的建立

5.2.2模型的计算参数

5.3计算结果分析

5.3.1应力场特征分析

5.3.2位移特征分析

5.3.3塑性破坏区特征分析

第6章引水隧洞围岩大变形预测研究

6.1围岩大变形的定义

6.2围岩大变形的发生条件

6.2.1围岩大变形的岩性条件

6.2.2围岩大变形的环境条件

6.2.3围岩大变形的约束条件

6.3引水隧洞围岩大变形预测

6.3.1地质综合分析预测

6.3.2切向应变预测

第7章结论与建议

7.1主要结论

7.2几点建议

致 谢

参考文献