• 高地应力岩体特殊照明峒室围岩支护设计

  为特殊照明和交通安全在世界最长的双峒公路隧道——秦岭终南山隧道内设计了 6 个峒室，该隧道穿越中 国陕西省秦岭山脉，最大埋深达 1 800 m。在峒址附近的 2 个位置采用应力解除法量测岩石地应力，该处的岩石 覆盖厚度分别为 1 600 和 400 m，量测结果显示极高的地应力。为满足照明和行车安全的要求，每个峒室设计成 纺锤型，长度为 200 m，最大宽度为 22 m。受到已建成隧道的限制，两峒室间最小岩柱厚度只有 8 m。峒室的主 要特征为：(1) 高地应力；(2) 岩石条件较好；(3) 与峒室尺寸相比岩柱厚度很小，这些特征对围岩支护提出极大 的挑战。围岩支护是依据岩体分类 Q 系统采用经验法设计，然后采用数值分析校核。临时支护和永久支护系统均 采用喷射混凝土和锚杆。为保证施工和运行期的峒室稳定提出一整套实施程序，包括开挖、喷射混凝土、安装锚 杆和监控措施。对于极高地应力区域的峒室采用柔性支护，允许岩体在永久支护安装前发生部分变形，从而保证 峒室稳定及支护元件安全可靠地发挥效用。分别采用 FLAC3D和 Phase 2 程序进行三维和二维数值分析，三维计算 主要用于研究峒室的整体稳定及沿隧道轴向的三维效应；二维计算用于详细研究施工顺序和各支护单元的功效。 数值分析显示喷射混凝土和锚杆在各施工阶段都能安全运作，从而验证了围岩支护设计。

  2024-12-19 iGeo

• 广义 Hoek-Brown 准则中强度折减系数的确定

  稳定性系数是边坡安全性评价的关键指标，但对适用于岩体特性的 Hoek-Brown 准则的折减存在标准不统 一或计算复杂的特点，有必要确定合适的强度折减方案和系数。将广义 Hoek-Brown 准则(2002)与强度折减原理相 结合，以三峡库区狮子包高边坡为模型，通过改变坡高、坡角和参数，以 7 种对岩石单轴抗压强度ci、地质强度 指标 GSI 和岩石材料常数 mi 的简化折减方案，研究狮子包高边坡的稳定性，并对稳定性系数和抗剪强度进行误 差分析，确定广义 Hoek-Brown 准则的最优强度折减方案。研究结果表明，对广义 Hoek-Brown 准则的强度折减可 通过同比折减参数ci 和 GSI 获得，此时数值计算与极限平衡法(Morgenstern-Price)确定的高边坡稳定性系数相对 误差平均值为 6.9%，方差为 6.9%，抗剪强度相对误差为 4.98%。这对广义 Hoek-Brown 准则在岩质边坡稳定性数 值计算中的广泛应用有一定理论意义和价值。

  2024-12-19 iGeo

• 某大型地下洞室群围岩稳定性分类研究

  根据地下洞室群的特点, 选取岩体质量综合级别、块体状况、开挖位移及破坏区、岩爆烈度四因素为分类指标, 建立 了大型地下洞室群围岩稳定性分类体系。针对不同稳定性等级, 提供了相应的开挖方式和支护处理建议。最后, 运用该分类 体系对某地下洞室群的主厂房进行了分析评价。结果表明主厂房围岩以基本稳定的Ò 类为主, 围岩的破坏型式以局部块体 失稳和轻微~ 中等岩爆为主。

  2024-12-19 iGeo

• 开挖卸荷条件下大型地下硐室块体稳定性的对比分析

  运用 FLAC3D 软件对三峡地下电站主厂房的典型边墙和顶拱块体分别进行三维数值模拟分析，对比分析其 模拟结果表明：(1) 边墙块体在水平垂直厂房轴线(x 方向)和铅直(y)方向上应力均表现出卸荷特征，特别是 x 方向。 其变形主要以向开挖区卸荷回弹变形为主；(2) 顶拱块体在 x 方向表现为压应力，其值随开挖逐渐增加，而 y 方向 只是在开挖初期卸荷，但随后面的开挖有逐渐回升的趋势。其变形在 x 方向为挤压变形，y 方向块体下部向下变 形，而上部因挤压而表现出向上变形；(3) 大型地下硐室开挖过程中，块体的应力–形变场特征对顶拱块体稳定是 有利的，而对边墙块体是不利的。因此，通常的极限平衡分析结果，对边墙块体是偏高的，而对顶拱块体是偏于 保守；(4) 提出通过变形特征来定性判断块体整体稳定性和通过塑性区分布规律来定量评价块体的局部稳定性的 方法。

  2024-12-19 iGeo

• 锦屏一级水电站复杂地质条件下坝肩高陡边坡 稳定性分析及其加固设计

  锦屏一级水电站是我国在建的世界最高拱坝，坝肩工程边坡高度达 500 m，规模巨大。电站枢纽区地处深山 峡谷地区，自然谷坡高陡，地应力水平较高，谷坡岩体卸荷强烈，并发育有断层、层间挤压带、深部裂缝等不良 地质现象。在地质条件详细调查基础上，分析左岸缆机平台以上的顺坡向倾倒变形体、左岸 1 800 m 高程以上的 楔形双滑变形拉裂体等坡体结构及其破坏模式，并进行边坡稳定性分区和计算分析。根据坡体结构特点，确定少 开挖、弱爆破、强支护、分区分层支护、控制整体、以面覆点的开挖施工和加固设计原则，实施以预应力锚索和 抗剪洞为主、辅以锚杆、混凝土框格梁等措施的局部和整体、浅表和深层的全方位、多层次边坡加固控制体系。 精细设计并严格控制施工时序、爆破技术和工艺，保证建基面岩体质量，通过动态设计和完善的管理机制确保边 坡施工安全。2006 年 7 月～2009 年 9 月边坡监测资料表明：边坡浅表最大横向位移 79.5 mm，最大垂直下沉位移 52.5 mm，主要受地层岩性和坡体结构控制；深层最大变形量 60 mm，最大速率 0.1 mm/d，主要受深部裂缝控制； 目前位移均趋于收敛，满足安全控制标准。锦屏一级水电站坝肩高边坡工程的成功实施为我国工程建设提供新的 经验和借鉴。

  2024-12-19 iGeo

• 基于原位试验和规范的岩体抗剪强度与 Hoek-Brown 准则估值比较

  简要论述目前岩体抗剪强度确定方法，以黄河上游玛尔挡水电站坝基岩体为例，在岩体质量分级基础上， 引入规范建议值及现场原位大型剪切试验结果，建立岩体抗剪强度指标与 BQ 岩体质量分级的相关关系。同时利 用实测资料建立 BQ 与 GSI 的相关关系，运用 Hoek-Brown 准则估算各试验点岩体的抗剪强度指标。结果表明， 采用该研究成果较符合工程实际，而采用 Hoek-Brown 准则估算的等效内摩擦因数偏小，黏聚力则偏大很多。误 差分析表明，这一结果主要是由 Hoek-Brown 准则中最小主应力的取值范围引起的，据此提出公式应用中需注意 的问题及相应解决方法。

  2024-12-19 iGeo

• 基于应力与围岩分类的冲击地压危险性评价研究

  基于山东某矿井复杂多样的地质和开采环境，提出了对冲击地压实行分类评价的技术思路。根据外部应力 与巷道围岩相互作用后的围岩结构稳定性及其冲击倾向性，对围岩的冲击危险性和类型进行分类。外部静应力计 算时采用倾向“载荷三带”理论模型，动应力计算时采用长壁工作面走向“载荷三带”理论模型，再叠加上构造 应力等，实现了外部应力的近似计算；将外部应力作用于不同的围岩结构，结合煤岩体的冲击倾向性，得到围岩 的冲击危险性和冲击类型。以此为基础形成的冲击地压分类与评价方法能较准确地反映回采工作面的冲击类型和 危险程度，为制定针对性的治理措施提供了较准确的依据。研究成果已经在山东能源集团进行了应用，取得了良 好的效果。

  2024-12-19 iGeo

• 基于 Hoek-Brown 准则的岩质边坡稳定性分析

  无论是传统极限平衡法还是数值模拟方法，强度准则和力学参数的选取对边坡稳定分析具有关键作用。基 于非线性强度准则——Hoek-Brown 强度准则，利用 Slide 软件，选取地质力学指标 GSI、岩石材料参数 mi、应力 扰动系数 D、边坡高度 H 及坡角β作为影响边坡稳定性的主要因素进行分析。分析结果表明：随地质力学指标 GSI 的增大，边坡稳定系数呈现出递增趋势，总体呈指数形式发展；GSI 不同范围内，随着岩石材料参数 mi的增大， 边坡稳定系数 F 呈现出递增和递减 2 种截然不同的形式；随着应力扰动系数 D 的增加，稳定系数 F 呈直线形式递 减；随着坡高 H 的增大，稳定系数逐渐减少，呈负指数形式发展。随坡角β的增大，稳定系数 F 逐渐减小，呈多 段线形式发展，而β不同范围内斜率不同。根据 E. Hoek 等所提出的岩体分级标准中岩石单轴抗压强度界限值，对 岩质边坡稳定系数进行分析，得到边坡稳定系数分布图。最后将稳定系数分布图应用于工程实例中，结果表明利 用稳定系数分布图能很好地估算边坡稳定系数范围，与边坡稳定性定量分析结果具有较好的一致性。

  2024-12-19 iGeo