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本文结合糯扎渡水电站导流隧洞围岩稳定与支护设计的工程实践,基于工程类比与理论验算相结合的思想,采用数值模拟手段,系统研究了导流隧洞开挖过程中围岩的二次应力场、位移场及塑性破坏区的分布特征和变化规律,并且对影响围岩稳定的参数进行了敏感性分析。进而提出了导流隧洞的支护措施,对支护措施的作用效果进行了评价。具体研究成果如下:
(1)总结了以往水电工程大型导流隧洞支护设计的经验,初步开发了水电,工程大型导流隧洞支护设计工程数据库。可以通过围岩类别、洞室跨度、洞室高度单一条件或三者的组合条件进行查询,将目前工程与已建工程进行比较,以达到工程类比之目的。
(2)对导流隧洞的施工开挖过程进行了动态数值仿真模拟,系统研究了导流隧洞开挖过程中围岩的应力场、位移场变化规律及塑性破坏区的分布特征。
(3)对影响围岩稳定的主要参数,包括侧压力系数、弹性模量、内摩擦角及粘聚力进行了参数敏感性分析,评价了各个参数的影响程度,得到了各个参数对围岩稳定的影响规律。分析结果表明:侧压力系数对洞室围岩稳定影响最为敏感,弹性模量、内摩擦角的影响性也比较大,粘聚力的影响很小。
(4)基于工程经验和围岩稳定性分析成果,拟定了导流隧洞的支护参数,评价了支护措施的作用效果。计算结果表明现有支护措施有效地限制了围岩的变形、改善了围岩的力学性质,对洞周局部围岩应力集中现象有所缓解,提高了洞室围岩的稳定安全度,说明所采取的支护措施是合理可行的,完全能够满足工程的需要。