某水电站地下厂房关键块体稳定性分析.pdfVIP

第 42卷 第 1期 人 民 长 江 Vo1．42．No．1 2011年 1月 Yangtze River Jan．， 2011 文章编号 ：1001—4179(2011)叭 一0042—05 某水电站地下厂房关键块体稳定性分析 李 红 旭，盛 谦，张 勇 慧，朱 付 广 (中国科学院武汉岩土力学研究所 岩石力学与工程 国家重点实验室，湖北 武汉 430071) 摘要 ：介绍 了定位块体 、半定位块体和随机 块体 的研 究方法，以某水 电站地 下厂房结构 面发 育特征 统计 分析 为 基础 ，结合地下厂房洞室群结构特征 ，应用块体理论研 究 了地下厂房区可能构成的块体类型 ，并对块体 的几何 特征与稳定性进行统计分析。结果表 明：定位块体只可能在安装 间顶拱发育，表现为从预拱直接坠落 ，体积约 171m ，埋深 l2．2m；半定位 、随机块体在安装 间、主机 间发育较 多，体积一般在 20m 以下 ，埋深一般在 l～5 m，最大埋深为6．08～7．47m，不稳定块体 多集 中于顶拱 ，可采用6～10m 系统锚杆对半定位 、随机块体进行 锚 固，局部采用加强锚杆 。 关 键 词 ：岩石力学；地下厂房 ；关键块体 ；稳定性 中图法分类号 ：TV73l 文献标志码 ：A 岩体是一种复杂的地球介质，包含有各种结构面， 块体 的几何特征与稳定性进行统计分析 。 这些结构面将岩体切割成各种形态的空间结构体—— 1 块体理论及稳定性分析 块体。在地下开挖中，岩体主要的破坏方式就是由不 稳定块体的运动造成的。实地调研表明，块体不稳定 1．1 块体理论 性是开挖工程失稳的最主要形式…。 块体理论首先将结构面和开挖临空面看成空间平 由R．E．Goodman与 G．H．Shi提 出的块体理论 ， 面，块体是 由空间平面构成 的几何凸体 ，将各种作用荷 是近年来发展和完善起来的一种适合于工程岩体稳定 载看成空间向量 ，应用几何方法 (拓扑学和集合论)详 性分析的有效方法 。 。该理论提出后受到国内外学 尽研究在各空间平面已知 的条件下，岩体内可构成多 者的广泛重视 ，刘锦华和 吕祖珩最早将块体理论介绍 少种块体类型及其可动性。然后通过静力平衡计算 ， 到中国，对块体理论的基本原理和分析方法及在岩体 求 出各类失稳块体的滑动力 ，为工程加固措施提供设 工程中的应用进行了系统 、全面的介绍 。王思敬等 计依据 。 应用矢量分析法对地下工程 围岩块体进 行分析 。 构成块体的结构面产状和出露位置具有很大的随 盛 谦 、邬爱清 、黄 正加等将块体理论应用于三 峡工 机性和隐蔽性 ，具体位置只有在揭露后通过及时的施 程 。。张奇华进行块体理论软件开发 ，并应用于工 工地质编录予以确定。据此 ，将块体分为定位块体、半 程 。近年来 ，块体理论在地下洞室 、边坡岩体稳定 定位块体与随机块体 。 性分析中都得到了广泛应用。 定位块体是由已知岩体中结构面产状、出露位置 本文在块体理论基础上 ，介绍了定位块体 、半定位 和开挖面切割形成的。 块体和随机块体的研究方法 ，以某水电站地下厂房结 半定位块体是 由已知岩体 中结构面产状 、出露位 构面发育特征统计分析为例 ，结合地下厂房洞室群结 置 (如断层 ，岩脉)和开挖面与随机分布的节理面切割 构特征，应用块体理论研究可能构成的块体类型，并对 形成的。 收稿 日期 ：2010—06—12 基金项 目：国家 自然科学基金重大研 究