5复杂条件地下洞室.ppt
《5复杂条件地下洞室.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《5复杂条件地下洞室.ppt(56页珍藏版)》请在启牛文库网上搜索。
1、复杂条件地下洞室工程复杂条件地下洞室工程稳定分析及应用稳定分析及应用我国是世界上地下工程的最大开挖国。我国是世界上地下工程的最大开挖国。随着采矿业深度的增加,复杂地层的巷道维护问题日益突随着采矿业深度的增加,复杂地层的巷道维护问题日益突出。特别是煤炭行业,每年因巷道的过度变形、底彭、顶出。特别是煤炭行业,每年因巷道的过度变形、底彭、顶板冒落等造成的巷道翻修量和人身伤亡事故是其他行业的板冒落等造成的巷道翻修量和人身伤亡事故是其他行业的数十倍。数十倍。我国近年在铁路交通系统也将修建一系列的长、大山岭隧我国近年在铁路交通系统也将修建一系列的长、大山岭隧道而面临着大埋深条件下的复杂地层开挖支护技术问题
2、。道而面临着大埋深条件下的复杂地层开挖支护技术问题。国内兴建的大型水电工程,如二滩、小浪底、小湾、溪洛国内兴建的大型水电工程,如二滩、小浪底、小湾、溪洛渡、龙滩、水布垭、三峡右岸电站等都有规模巨大的地下渡、龙滩、水布垭、三峡右岸电站等都有规模巨大的地下厂房群体厂房群体 复杂条件有二重含义:复杂条件有二重含义:一是围岩复杂,主要指的是软弱、破碎、易膨胀、大变形、一是围岩复杂,主要指的是软弱、破碎、易膨胀、大变形、节理发育、地下水富集、大埋深和高地应力区的岩层;节理发育、地下水富集、大埋深和高地应力区的岩层;二是工程复杂。如果系大断面巷道或为洞室巷道群体就属二是工程复杂。如果系大断面巷道或为洞室巷
3、道群体就属工程结构复杂。工程结构复杂。无论是一类复杂或两者并存,这时地下工程的开挖支护技无论是一类复杂或两者并存,这时地下工程的开挖支护技术及其安全性就会形成难题。术及其安全性就会形成难题。这里重点针对上述复杂条件下的两大类岩体,即软弱具流这里重点针对上述复杂条件下的两大类岩体,即软弱具流变特性的岩体和节理岩体,研究岩体流变属性及其在软岩变特性的岩体和节理岩体,研究岩体流变属性及其在软岩洞室中的工程应用。洞室中的工程应用。 1 围岩稳定控制理论与模拟方法的进展围岩稳定控制理论与模拟方法的进展一、地下工程开挖支护和围岩稳定的控制原理一、地下工程开挖支护和围岩稳定的控制原理 将复杂地层中开挖地下工
4、程和采取相应支护手段看成是将复杂地层中开挖地下工程和采取相应支护手段看成是一项系统工程。一项系统工程。由于围岩是非线性的,所以要运用非线性的力学原理和方由于围岩是非线性的,所以要运用非线性的力学原理和方法为指导思想。法为指导思想。应强调指出其开挖支护是在空间和时间不断变化的过程中应强调指出其开挖支护是在空间和时间不断变化的过程中实施的,而该施工过程实际上是对围岩进行的反复加卸载,实施的,而该施工过程实际上是对围岩进行的反复加卸载,因此要重视和考虑该过程对围岩稳定的影响。因此要重视和考虑该过程对围岩稳定的影响。(一一)施工施工过程过程力学原理力学原理(1)工程岩体的稳定不仅与自然因素有关,还与人
5、为的工工程岩体的稳定不仅与自然因素有关,还与人为的工程因素密切相关。程因素密切相关。(2)复杂岩体的施工,对围岩是一个非线性的力学荷载过复杂岩体的施工,对围岩是一个非线性的力学荷载过程。其稳定性是与程。其稳定性是与应力路径及历史相关应力路径及历史相关的。施工前要进行的。施工前要进行动态施工过程力学的优化分析,寻求几个较优方案,以供动态施工过程力学的优化分析,寻求几个较优方案,以供决策。决策。(3)根据岩体及工程特点,要有针对性地运用开挖和支护根据岩体及工程特点,要有针对性地运用开挖和支护手段,把有害的影响及隐患控制在尽量低的范围内。手段,把有害的影响及隐患控制在尽量低的范围内。(4)做好施工期
6、间围岩动态响应的观察和监测,用以判断做好施工期间围岩动态响应的观察和监测,用以判断施工方案的合理性,并及时调整。施工方案的合理性,并及时调整。(5)强调勘察、设计、施工、科研各环节紧密结合、相互强调勘察、设计、施工、科研各环节紧密结合、相互渗透,允许调整施工方案。渗透,允许调整施工方案。(二二)能量转化原理能量转化原理 对于软岩巷道支护问题,工程界长期以来对是否要对于软岩巷道支护问题,工程界长期以来对是否要“先柔后刚先柔后刚”的方针来实的方针来实施支护一直有争议。此外,对施支护一直有争议。此外,对“柔柔”到什么程度,到什么程度,“刚刚”到多少以及什么时到多少以及什么时候再设置刚性的二次支护都有
7、不同见解,从能量分析的角度提出的候再设置刚性的二次支护都有不同见解,从能量分析的角度提出的“能量转能量转化原理化原理”对此做了科学的解释。对此做了科学的解释。 洞巷开挖的非线性能量守恒定律在一定条件下可简化为:洞巷开挖的非线性能量守恒定律在一定条件下可简化为:其中:其中: 为在非完全弹性介质中开挖洞巷时围岩中重新积聚的弹性能;为在非完全弹性介质中开挖洞巷时围岩中重新积聚的弹性能; 为开挖洞巷过程中损失的非弹性能;为开挖洞巷过程中损失的非弹性能; 为人工构筑的支护所吸收的能量。为人工构筑的支护所吸收的能量。这就是说在允许围岩先变形和损伤到一定程度这就是说在允许围岩先变形和损伤到一定程度 及及 ,
8、并不至,并不至于使围岩过度破坏的情况下,应使于使围岩过度破坏的情况下,应使 就可使支护的代价最小,且保证就可使支护的代价最小,且保证了巷道的稳定。就有一个了巷道的稳定。就有一个 、 和和 三值的优化问题。三值的优化问题。此项原理可归纳为以下几条:此项原理可归纳为以下几条: (1)对非线性的复杂围岩,当其潜在的变形能很大时,应对非线性的复杂围岩,当其潜在的变形能很大时,应使其非弹性的变形能使其非弹性的变形能 得到适量的释放。但不能达到使得到适量的释放。但不能达到使整体围岩失稳坍落或大到其变形量影响使用空间的程度。整体围岩失稳坍落或大到其变形量影响使用空间的程度。(2)围岩中重新积聚的弹性能围岩中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 复杂 条件 地下