大型地下洞室群围岩稳定性地质研究
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究地下厂房洞室群围岩稳定性是指地下厂房洞室周围岩体的稳定性问题。
地下厂房洞室通常是为了满足人们的生产、生活和储存需求，因此洞室群围岩的稳定性对于地下厂房的长期运行、人员安全和资产保障至关重要。
在研究地下厂房洞室群围岩稳定性时，需要考虑以下几个方面的问题：首先，需要分析洞室群围岩的物理力学特性，包括岩石的强度、变形特性和破坏模式。
通过适当的岩石力学试验和野外观测，可以获取岩石的力学参数，如抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
这些参数对于稳定性分析和设计起着重要的作用。
其次，需要考虑工程参数的影响，如洞室尺寸、埋深和周边岩性的条件。
洞室尺寸对岩体稳定性有直接影响，尤其是高宽比较大的洞室，容易导致岩体的变形和破坏。
洞室的埋深也会影响岩体的应力状态，从而影响岩体的稳定性。
周边岩性的条件决定了岩体的强度和变形特性，需要对周边岩性进行综合分析。
此外，岩体的结构面、节理和隐伏断层等地质构造的影响也需要考虑。
岩体中存在的结构面和节理体，会导致岩体的开裂和滑动，对岩体的稳定性产生不利影响。
隐伏断层的活动可能导致岩体的滑动和破坏，需要对其进行综合分析和评估。
最后，需要进行数值模拟和力学分析，包括有限元分析、离散元分析和解析方法等。
通过数值模拟可以模拟地下厂房洞室群围岩的应力-应变状态，预测岩体的破坏形态和稳定性。
数值模拟还可以进行灵敏度分析，评估不同参数对岩体稳定性的影响，为优化设计和工程措施提供依据。
综上所述，地下厂房洞室群围岩稳定性的研究是一项复杂的工作，需要考虑岩石力学特性、洞室尺寸与周边岩性、地质构造和数值模拟等多个方面的问题。
通过综合分析和评估，可以为地下厂房洞室的设计和建设提供科学依据，保障其长期稳定和安全运行。
洞室围岩稳定性研究及支护方案建议
洞室围岩稳定性研究及支护方案建议一、引言洞室围岩稳定性一直是地下工程中极为重要的问题，它关系到工程的安全与可靠性。
在本文中，我们将针对洞室围岩的稳定性问题进行研究，并提出相应的支护方案建议。
二、背景地下洞室工程是人类利用地下空间资源的重要手段，广泛应用于地铁、隧道以及水利、矿山等领域。
然而，由于地质条件的复杂性，洞室围岩稳定性问题一直困扰着工程师们。
处理好围岩的稳定性问题，将为地下工程的安全运行提供保障。
三、研究现状目前，对于洞室围岩稳定性的研究已取得一定成果。
研究者们通过实地观测、数值模拟以及室内试验等手段，深入探究了围岩的力学性质、变形特征以及破坏机理。
这些研究成果为我们提供了宝贵的基础数据。
四、围岩力学性质分析围岩的力学性质是洞室稳定性研究的基础，通过对岩石的抗压强度、弹性模量、滑移特性等进行测试和分析，可以对围岩的稳定性进行评估。
此外，还需考虑岩石的节理、岩石的裂缝和破碎程度等因素。
五、围岩变形特征研究围岩在受到应力作用下会发生变形，这种变形特征对于洞室稳定性的影响至关重要。
当前的研究主要集中在围岩的压缩变形、剪切变形以及破裂变形等方面。
了解围岩的变形特征可以为后续的支护方案制定提供重要参考。
六、围岩破坏机理探究围岩破坏是围岩稳定性问题中的核心内容，它关系到洞室的整体稳定性。
目前的研究主要集中在岩体的破裂方式、破裂类型、破裂力学以及围岩的支护措施等方面。
通过对围岩破坏机理的深入探究，我们可以更好地预测围岩的破坏情况，并制定相应的支护方案。
七、支护方案建议针对洞室围岩的稳定性问题，我们可以采取多种支护方案来增强围岩的稳定性。
具体的支护措施包括加固围岩、注浆加固、锚杆加固等。
在选择支护方案时，需要综合考虑洞室的大小、围岩的性质、地质条件以及经济成本等因素，并进行合理的设计和施工。
八、总结通过对洞室围岩稳定性的研究，我们可以更好地了解围岩的力学性质、变形特征以及破坏机理，为地下工程的安全运行提供保障。
地下洞室围岩稳定性分析
地下洞室围岩稳定性分析在进行地下洞室围岩稳定性分析时，一般需要考虑以下几个主要因素：1.岩层的力学性质：岩层的力学性质是岩石稳定性的基础。
要进行稳定性分析，首先需要获取岩层的力学参数，如岩石的强度、弹性模量和剪胀性等。
通常可以通过室内试验、现场调查和实测等方法获得这些参数，或者借助已有的类似工程的资料进行评估。
2.地下水：地下水是地下洞室稳定性分析中重要的一项因素。
地下水对围岩的稳定性产生的主要影响是增加孔隙水压，降低岩层的有效应力，促使岩体产生破坏。
因此，需要充分考虑地下水对岩层的影响，包括水位高度、水质状况、渗流特性等。
3.岩体结构：岩体的结构对于岩层稳定性具有重要影响。
岩体的结构主要表现为节理、裂隙、岩体层理等。
这些结构特征对洞室的稳定性有直接影响，形成控制洞室稳定的主要因素之一、因此，在进行稳定性分析时，需要对岩体的结构特征进行详细调查和分析，选择合适的建模方法进行模拟。
4.洞室开挖方式和支护措施：洞室的开挖过程和支护措施对围岩稳定性有着直接的影响。
开挖过程中，洞室周围会受到剪切应力和变形等影响，进而对围岩稳定性产生影响。
因此，在稳定性分析中需要考虑洞室开挖方式和支护措施的影响，选择合适的岩体应力场和支护材料。
在进行地下洞室围岩稳定性分析时，常用的方法包括力学分析法、数值模拟法和现场监测法等。
力学分析法通过分析力学参数和地质参数，计算岩体的稳定系数，从而评估围岩的稳定性。
数值模拟法通过建立数学模型，采用有限元或边界元方法，模拟洞室周围围岩的变形和破坏过程，预测洞室的稳定性。
现场监测法是指通过安装监测点，对洞室周围的围岩变形和破坏进行实时监测，从而评估围岩的稳定性。
综上所述，地下洞室围岩稳定性分析是一个复杂的工程问题，需要考虑多个因素的综合影响。
只有充分了解地下洞室周围的地质和力学条件，选择合适的分析方法和模型，才能有效评估围岩的稳定性，并制定出合理的支护措施，确保地下洞室的安全和持续稳定。
大型地下洞室群围岩稳定性地质研究
大型地下洞室群围岩稳定性地质研究随着社会经济与科学技术的不断发展，我国加强了对西部地区能源的开发，但是在开发的过程中不得不考虑西部地区复杂的地形特点，这就需要建设大规模的地下厂房群，而地下空间却十分有限，因此，地下洞室群的开发与工程的建设以及运营的成本息息相关，加强对大型地下洞室群的开发和完善势在必行。
本文将对工程的基础情况与基础地质条件、洞室群开发效应以及围岩稳定性概述进行研究。
标签：洞室群围岩稳定性工程0前言大型地下洞室群主要针对的是水利工程的建设，我国西部地区蕴含足够的水利资源，而水利资源一般处于西部地区的高山峡谷地带。
这就对资源的开发和利用带来了一定的困难，于是，大型地下洞室群应运而生，我国青海省拉西瓦水电站是目前国内比较典型的工程，充分的体现了大型地下洞室群的各个方面特点。
1拉西瓦工程的基础情况与基础地质条件拉西瓦水电站是我国青海省一个重要的水利枢纽，也是黄河上规模最大的一个水电站，其地位十分重要，与当地人民的生产和生活息息相关，通过深入调查了解，我们不难发现，拉西瓦水电站的地下厂房、闸门操作室等均分布在地下洞室内，而且结构繁杂而庞大，但其适应力较强，工作人员在地下室也能如在地上一样正常工作。
所以，到目前为止，拉西瓦工程是我国所有工程中比较罕见的一个工程项目，极其具有代表性，是将工程建筑中的典范，对我国人民的生活带来了便利。
拉西瓦水电站经过一系列峡谷断裂层，地势十分险峻，特别是其坝区主要位于高原峡谷支出，高原峡谷支出河谷狭窄、山体浑厚、水流迅急，具有极强的开发价值。
因此，将坝区选择在此处是利用自然的优势;地下岩层主要由印支期花岗岩组合而成，这种花岗岩结构十分紧密，且不易腐蚀，均分布在断裂面处;拉西瓦水电站地下水具有三种类型：花岗岩裂缝和砂板岩潜水以及脉状承压水，花岗岩中的缝隙潜水主要来源于大气和地下水补给，属于自然补给，汇集起来流向黄河，但受到当地气候等原因的影响，潜水的用水量并不可观。
地下洞室围岩稳定性评价方法的适用性研究
地下洞室围岩稳定性评价方法的适用性研究【摘要】围岩稳定性是反映地下洞室地质环境、支护结构与施工方法的综合性指标。
本文归纳了力学分析法、围岩分类法、数值分析法、模型试验法、不确定性方法等5种常用的围岩稳定性评价方法，分析了各种方法的优缺点及其适用性，讨论了今后的研究发展方向。
【关键词】地下工程；围岩稳定性；适用性1. 引言地下洞室围岩丧失稳定性，从力学观点来看，是由于围岩应力水平达到或超过岩体强度范围较大，形成一个连续贯通的塑性区和滑动面，产生较大位移，最终导致失稳。
主要破坏形式分为脆性张裂破坏、塑性挤压流动破坏和剪切流动破坏等几种，因此围岩稳定性研究的实质是分析与评价岩体介质的应力和变形。
应用弹塑性理论、流变理论，并考虑围岩节理、裂隙的计算解来研究围岩稳定问题[1，2]，使得围岩稳定性分析方法更为贴切实际。
然而在对不同地质条件、埋深、跨度、施工方法等的地下洞室围岩稳定性进行分析时，应考虑评价方法的适用性，有益于选择出合理的围岩稳定性评价方法。
2. 围岩稳定性评价方法及适用性分析2.1力学分析法。
（1）围岩压力理论主要经历了古典压力理论、散体压力理论及目前广泛应用的弹性力学理论、塑性力学理论，地下洞室开挖后由于卸荷作用使围岩应力进行重分布，并出现应力集中。
如果围岩应力处处小于岩体弹性极限强度，这时围岩处于弹性状态；反之，围岩将部分进入塑性状态，但局部区域进入塑性状态并不意味着围岩将发生坍落或失稳。
（2）力学分析法对于规则的圆形断面求解较为精确，参数也较易确定，但当洞室是非圆形时，就需要通过保角变换将单位圆外域映射到洞室外域，而洞室的映射函数是问题的求解关键。
力学分析法具有精度高、分析速度快和易于进行规律性研究等优点，但分析围岩应力和变形目前多限于深埋地下工程，对于受地表边界和地面荷载影响的浅埋地下工程围岩稳定性分析在数学处理上存在一定困难。
特别当岩体应力、应变超过峰值应力和极限应变，围岩进入全应力应变曲线峰后段的刚体滑移与张裂状态时，它便不再适用。
第七章地下洞室围岩稳定性的工程地质研究课件
地形条件
在地形上要求山体完整，洞室周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度。
隧洞进出口地段的边坡应下徒上缓， 无滑坡、崩塌等现象存在。洞口岩石 应直接出露或坡积层薄，岩层最好倾 向山里以保证河—口坡的安全。在地 形徒的高边坡开挖洞口时，应不削坡 或少削坡即进洞，必要时可做人工洞 口先行进洞，以保钲边坡的稳定性。 隧洞进出口不应选在排水困难的低洼 处，也不应选在冲沟、傍河山嘴及谷 口等易受水流冲刷的地段。
坚硬岩体中的块体滑移
层状弯折和拱曲
岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。 平缓岩层，当岩层层次很薄或软硬相间时，顶板容易下沉弯曲折断。 在倾斜层状围岩中，当层间结合不良时，顺倾向一侧拱脚以上部分 岩层易弯曲折断，逆倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。 在陡倾或直立岩层中，因洞周的切向应力与边墙岩层近于平行，所 以边墙容易凸邦弯曲。
岩爆的产生需要具备两方面的条件
高储能体的存在及其应力接近于岩体强度是产生岩爆的 内在条件，而某些因素的触发效应则是岩爆产生的外因。
岩爆产生的爆坑 右侧拱顶位置塌方情况
锦
屏
二
级 水
爆坑附近边墙下部破坏情况
电
站
排
水
洞
岩
爆
第二次岩爆塌方左侧拱架破坏情况
块体滑移 块体滑移是块状结构围岩常见的破坏形式。这类破坏常以结 构面交切组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。分 离块体的稳定性取决于块体的形状有无临空条件、结构面的 光滑程度及是否夹泥等。
当天然应力比λ=1时，洞室周边围 岩应力弹性重分布计算公式
工程地质 第七章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析
处围岩的应力降低，加之新开裂处岩体在 水和空气影响下加速风化，岩体向洞内产 生塑性松胀。这种塑性松胀的结果，使原 来由洞边附近岩石承受的应力转移一部分 给邻近的岩体。因而邻近的岩体也就产生 塑性变形。这样，当应力足够大时，塑性 变形的范围是向围岩深部逐渐扩展的。由 于这种塑性变形的结果，在洞室周围形成 了一个圈，这个圈一般称为塑性松动圈
机理：破碎、松散岩体在重力、渗压、动荷载作用下产生塌落 产生条件：
1) 断层破碎带、裂隙密集带、槽状、囊状风化带、溶洞堆积物; 2）多位于洞顶→边墙.
溶洞堆积物
⑸松软岩体
局部塌方
表现形式：内鼓、缩径、局部挤出、剪切、滞后性。 机理：塑性变形、膨胀、流变、蠕变。
产生条件：
1）岩性软弱：形成年代新、胶结差；
—— 松软或破碎岩体
r
工程类比法
7.4 围岩工程地质分类
BQ的分类方法在第四章已经介绍过了。 在这具体提出修正系数的取值
[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)
指：未对洞壁采取任何支护措施，围岩由变形发展至 破坏的时间
式中：t切向拉应力，切向压应力，Rt围岩的抗拉强度，Rb饱和抗压强度
•围岩的抗剪强度是否适应围岩的剪应力。 例：如图
K
F T
洞顶块体Q1和洞壁块体Q2的稳定性系数分别为
K 2(c1l1 c2l2)(ctg ctg)/ L23
K (Q2 costg4 c4l4 ) / Q2 sin
情况的工程 隧 洞 分 类●
无压隧洞（承受围岩压力、外水压力）
⑵ 弹性抗力 —— 一般指有压隧洞冲水后，围岩在内水压力作用 下产生压缩变形的同时对衬砌所形成的反力
第十章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析
第三类因素：既影响应力状态，又影响围岩强度。 主要是岩体中地下水的赋存条件，活动条件。地 下水的活动通常是围岩失稳的一重要因素。 地下水在动水压力，静水压力，对含有可溶盐的 溶解作用，以及对软弱结构面的软化和泥化作用 四个方面起作用。
地下水作用的实际效应：当地下水在围岩中渗透时，一方 面增加了岩石的含水量和饱和度，降低岩石的强度和变形 模量，并且会引起某些粘土岩的屈服点下降，摩擦系数减 小而产生塑性流变和膨胀等。另一方面，由于开挖地下洞 室而提高了渗压梯度，产生指向洞内的渗透压力。围岩中 的渗透压力分布，会因裂隙方向的变化和不均匀分布而呈 现出不对称性，在不对称的渗透压力作用下，洞壁上的公 离体易于发生塌落。
(1)由原岩应力状态及洞形所决定的围岩内 的最大压应力集中区。 (2)围岩表部的高变异应力及残余应力分布 区及由岩性条件所决定的局部应力集中区，如 夹于软岩中的坚硬岩体。 (3)断层、软弱破碎岩墙或岩脉等软弱结构 面附近，洞体与这些软弱结构面所形成的应力 集中局部增高区。 (4)已有洞体内，由于新开挖影响而出现的 高应力区。
3.岩爆的产生条件与发生机制
岩爆乃是洞室围岩的一种伴有突然释放大量
潜能的剧烈的脆性破坏。 产生条件：高储能体的存在及其应力接近于岩体 强度是产生岩爆的内在条件，而某些因素的触发 效应则是岩爆产生的外因（爆破，机械开挖等）。
岩性：弹性岩体储集应变能的性质最强，弹塑性
岩体次之，塑性岩体最低。 部位：具有储能条件的岩体内的高应力集中区， 主要是：
2．岩爆的类型和特点 按发生的部位及所释放的能量类型,岩爆有 不同的类型: (1)围岩表部岩石突然破裂引起的岩爆 在深埋隧道或其它类型地下洞室中所发生 的中小型岩爆多属这种类型。这类岩爆发生时 发出如机枪射击的劈劈拍拍响声，故被称为岩 石射击。 （2）矿柱或大范围围岩突然破坏引起的岩爆 发生于一些探矿坑中的大型岩爆多属这种 类型。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和 巨响，甚至还伴有周围岩体的强烈振动，破坏 力很大，对地下采掘工作造成严重的危害。
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大型地下洞室群围岩稳定性地质研究
随着社会经济与科学技术的不断发展，我国加强了对西部地区能源的开发，但是在开发的过程中不得不考虑西部地区复杂的地形特点，这就需要建设大规模的地下厂房群，而地下空间却十分有限，因此，地下洞室群的开发与工程的建设以及运营的成本息息相关，加强对大型地下洞室群的开发和完善势在必行。
本文将对工程的基础情况与基础地质条件、洞室群开发效应以及围岩稳定性概述进行研究。
标签：洞室群围岩稳定性工程
0前言
大型地下洞室群主要针对的是水利工程的建设，我国西部地区蕴含足够的水利资源，而水利资源一般处于西部地区的高山峡谷地带。
这就对资源的开发和利用带来了一定的困难，于是，大型地下洞室群应运而生，我国青海省拉西瓦水电站是目前国内比较典型的工程，充分的体现了大型地下洞室群的各个方面特点。
1拉西瓦工程的基础情况与基础地质条件
拉西瓦水电站是我国青海省一个重要的水利枢纽，也是黄河上规模最大的一个水电站，其地位十分重要，与当地人民的生产和生活息息相关，通过深入调查了解，我们不难发现，拉西瓦水电站的地下厂房、闸门操作室等均分布在地下洞室内，而且结构繁杂而庞大，但其适应力较强，工作人员在地下室也能如在地上一样正常工作。
所以，到目前为止，拉西瓦工程是我国所有工程中比较罕见的一个工程项目，极其具有代表性，是将工程建筑中的典范，对我国人民的生活带来了便利。
拉西瓦水电站经过一系列峡谷断裂层，地势十分险峻，特别是其坝区主要位于高原峡谷支出，高原峡谷支出河谷狭窄、山体浑厚、水流迅急，具有极强的开发价值。
因此，将坝区选择在此处是利用自然的优势;地下岩层主要由印支期花岗岩组合而成，这种花岗岩结构十分紧密，且不易腐蚀，均分布在断裂面处;拉西瓦水电站地下水具有三种类型：花岗岩裂缝和砂板岩潜水以及脉状承压水，花岗岩中的缝隙潜水主要来源于大气和地下水补给，属于自然补给，汇集起来流向黄河，但受到当地气候等原因的影响，潜水的用水量并不可观。
根据现场实验研究证明，岩体结构具有高重度、高强度以及变形小的特点，这在一定程度上给工程建设提供了物理支持。
地下厂房洞室群位于花岗岩体当中，虽然受到一些自然变动以及人为改变，但是由于花岗岩的特性，岩体的总体质量还是非常不错的，能够完成项目工程的建设，并安全运行[1]。
2洞室群开发效应
许多规模不同、功能也不同的洞室位于地下空间内，它们紧密相联，所以，
其中的某个洞室开挖时，也会对周边的其他洞室造成一定的影响。
因此，当挖开一个洞室后，二次应力就会对称分布在洞周围的岩石之内，而顶部与底部，二次应力以其中最大应力升高，升高的高度与升高区的大小会受到洞的宽度影响，一般会升高一米到两米左右;边墙区，同顶部与底部恰恰相反，二次应力主要是以最小主应力为主，相对应的降低幅度一般是洞的高度的一倍左右。
围岩与各个洞室的最大主应力普遍呈现对称分布，相反，最小主应力则呈现不对称分布，这主要是由于洞室是并列安排的，在开发时，会随着承重力的不同影响导致其呈现不对称分布，并随着受力面积的变化而变化。
通过对比单洞与洞室群开发效应的差异性可知，该水电站的最大主应力弱集中区增加，那么其相对的强集中区与弱卸荷区就会变小，然后相互融合成为一体，强卸荷区面积也相应有所增加，接近洞室之间相互融合并贯穿在洞室之间的岩墙上。
主要厂房与主体变室之间的岩墙直接作用于岩墙的变化，并由主体变室向主厂房移动;而主变室与闸门室之间岩墙的上部直接影响主变室，并且向主变室的方向移动，当靠近主变室下部时，岩墙内的移动普遍受到旁边洞室的作用，进而转向该洞室;闸门室和尾调井之间的岩墙偏向于闸门操作室的作用，特别是越靠近边墙中部，作用越明显。
岩体质量相对较好的部位，群洞效应在塑性屈服区方面的具体表现不明显;相反，塑性屈服区的面积增大，间距较小的洞室岩墙上的屈服区就会相互融合[2]。
3围岩稳定性概述
首先要做的是建立分析方案，利用规划好的方案指导实践，其次再进行稳定性的评价，拉西瓦水电站具有大型地下洞室群，因此，应将岩体、开发效应等都纳入到评价标准当中，并建立起大型地下洞室群稳定性的策略，这项策略不仅能够表明洞室群的开发效应以及群洞应效应，同时还有助于进行围岩地质研究，这在很大程度上降低了研究成本，而且也是延续水电领域大量经验的具体表现，适应能力较强，而且也将大型洞室群的工程特征纳入当中。
通过对拉西瓦水电站围岩稳定性进行研究可知，围岩主要是以局部不稳定为主，少量不稳定为辅，除此之外，在研究过程中加入了开发效应等内容，使围岩的评价标准相应的降低。
目前对于大型地下洞室群围岩稳定性的评价还不够完善，在一些附加方面还有待完善，比如：挖掘效应等。
另外，若能够进一步完善其他附加方面，策略才能够充分发挥其作用，才能够对围岩稳定性进一步了解。
对于群洞室的研究还可以延伸到很多方面，比如：群洞效应的规律与洞室规模等，这些在日后的研究过程中会慢慢展露头角[3]。
4结论
根据上文所述，通过上文对工程项目的洞室群、围岩的研究，我们了解了地形等因素对拉西瓦水电站的影响，并且初步运用大型地下洞群围岩稳定性分类对
拉西瓦水电站的洞室进行了稳定性评价，进而促进拉西瓦水电站在日后发展的道路上越来越好。
参考文献
[1]叶琳，邱龙辉，马边湘.一种基于VRML的圆锥体动态切割算法剖析与实现[J].青岛大学学报（工程技术版），2010，18（03）：259-261.
[2]刘光廷，陈凤岐，李鹏辉.砂砾软岩室内化学灌浆试验系统的研制及应用[J].清华大学学报（自然科学版），2012，20（05）：12-14.
[3]汪小刚，贾志欣，陈祖煜.岩石结构面网络模拟原理在节理岩体连通率研究中的应用[J].水利水电技术，2011，10（8）：158-159.。