岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2013年
4期
775-786
,共12页
岩石力学%浅埋地下洞室%上覆岩体厚度%承载力学机制%稳定拱设计方法
巖石力學%淺埋地下洞室%上覆巖體厚度%承載力學機製%穩定拱設計方法
암석역학%천매지하동실%상복암체후도%승재역학궤제%은정공설계방법
rock mechanics%shallowly buried underground cavern%overburden thickness of rockmass%beating mechanism%stable arch design method
受枢纽布置和地形地质条件的限制,三峡工程地下厂房布置于右岸白岩尖山体中,主厂房洞室上覆岩体最薄处仅1倍厂房跨度,显然不满足现行规范关于上覆岩体厚度不小于2倍开挖宽度的要求.对于这类浅埋式的大跨度高边墙地下厂房,在上覆岩体厚度有限及一定初始应力条件下,洞室顶拱的稳定性是必须解决的首要技术问题.从岩体结构、岩体强度和地应力水平对围岩稳定性控制的角度出发,通过对地下厂房洞室围岩顶拱承载力学机制的研究,提出地下洞室岩体稳定拱的定义及其存在的力学条件,给出地下洞室岩体稳定拱的确定方法,分析采用地下洞室岩体稳定拱确定上覆岩体厚度的可行性,形成一套确定浅埋式地下厂房洞室埋置深度的稳定拱设计方法.研究结果表明,三峡工程地下厂房顶拱围岩具备形成稳定拱的埋深条件和水平应力等条件,形成稳定拱的最小埋深约为2/3倍洞跨,在上覆岩体中形成稳定拱的最小水平侧压系数应大于1.5,而最大水平侧压系数不宜高于3.0.据此进行主厂房顶拱设计,多年的应用成效显示,地下厂房顶拱围岩是稳定安全的,表明三峡工程地下厂房顶拱在既定的围岩强度、岩体结构以及初始地应力水平等条件下,采用稳定拱设计方法确定洞室上覆岩体厚度是合适、可靠的,能够保障洞室围岩稳定,满足工程安全的要求,可为解决大型浅埋洞室的设计提供理论基础和科学依据.
受樞紐佈置和地形地質條件的限製,三峽工程地下廠房佈置于右岸白巖尖山體中,主廠房洞室上覆巖體最薄處僅1倍廠房跨度,顯然不滿足現行規範關于上覆巖體厚度不小于2倍開挖寬度的要求.對于這類淺埋式的大跨度高邊牆地下廠房,在上覆巖體厚度有限及一定初始應力條件下,洞室頂拱的穩定性是必鬚解決的首要技術問題.從巖體結構、巖體彊度和地應力水平對圍巖穩定性控製的角度齣髮,通過對地下廠房洞室圍巖頂拱承載力學機製的研究,提齣地下洞室巖體穩定拱的定義及其存在的力學條件,給齣地下洞室巖體穩定拱的確定方法,分析採用地下洞室巖體穩定拱確定上覆巖體厚度的可行性,形成一套確定淺埋式地下廠房洞室埋置深度的穩定拱設計方法.研究結果錶明,三峽工程地下廠房頂拱圍巖具備形成穩定拱的埋深條件和水平應力等條件,形成穩定拱的最小埋深約為2/3倍洞跨,在上覆巖體中形成穩定拱的最小水平側壓繫數應大于1.5,而最大水平側壓繫數不宜高于3.0.據此進行主廠房頂拱設計,多年的應用成效顯示,地下廠房頂拱圍巖是穩定安全的,錶明三峽工程地下廠房頂拱在既定的圍巖彊度、巖體結構以及初始地應力水平等條件下,採用穩定拱設計方法確定洞室上覆巖體厚度是閤適、可靠的,能夠保障洞室圍巖穩定,滿足工程安全的要求,可為解決大型淺埋洞室的設計提供理論基礎和科學依據.
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