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工作動(dòng)態(tài)

武漢巖土所在復雜地質(zhì)條件下大型地下洞室群穩定性一體化仿真分析理論與動(dòng)態(tài)控制方法方面取得進(jìn)展

發(fā)表日期:2024-01-31來(lái)源:武漢巖土力學(xué)研究所放大 縮小

  雙碳戰略是我國的重大戰略決策,大力建設水電工程是實(shí)現國家雙碳目標重要途經(jīng)之一,西部高山峽谷地形特征決定了水電工程絕大多數都采用地下洞室群形式。工程實(shí)踐表明,由于大型洞室具有大跨度、高邊墻、地質(zhì)單元多、挖空率高等特點(diǎn),時(shí)常出現時(shí)效大變形、內部漸進(jìn)開(kāi)裂、大體積塌方、突發(fā)巖爆等圍巖穩定性問(wèn)題。因此,復雜地質(zhì)條件下大型地下洞室穩定性是制約西部水電、川藏鐵路等重大工程安全建設的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。

  在雅礱江聯(lián)合基金資助下,項目《復雜地質(zhì)條件下大型地下洞室群穩定性一體化仿真分析理論與動(dòng)態(tài)控制方法》(No. U1965205)依托卡拉水電站大型地下洞室群自身“性狀多變巖性、洞群多聯(lián)通”的結構特點(diǎn),從大型洞室巖體變形破壞的原位立體觀(guān)測技術(shù)、層狀巖體的理論力學(xué)模型,施工過(guò)程一體化仿真與反饋分析方法、圍巖安全預警與穩定性調控技術(shù)等方面深入開(kāi)展研究工作。通過(guò)4年聯(lián)合攻關(guān),建立了大型洞室群變形與破壞的原位、立體、多物理量綜合觀(guān)測技術(shù)體系(圖1),多角度揭示了開(kāi)挖強擾動(dòng)下圍巖的卸荷力學(xué)響應行為和局部失穩破壞模式;開(kāi)展了層狀巖石的真三軸加卸載與剪斷試驗,建立層狀巖體非同步劣化力學(xué)模型,合理描述了層狀巖體的非同步變形破壞連鎖機制(圖2);開(kāi)發(fā)了大型地下洞室群一體化開(kāi)挖支護優(yōu)化分析技術(shù)與輔助軟件平臺;建立大型洞群一體化開(kāi)挖支護過(guò)程中巖體分級安全預警與破裂抑制的穩定性主動(dòng)調控技術(shù),并在卡拉水電站地下洞室建設中取得較好應用效果(圖3)。

  本團隊基于上述研究成果目前已在國內外主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文28(SCI論文22篇、EI論文4篇),授權發(fā)明專(zhuān)利6項,主編團體標準2部,應邀做學(xué)術(shù)報告9次。

  部分論文鏈接如下:

  1. https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-023-03268-5

  2. https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-020-02244-7

  3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674775522000592

  4. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214860422003402

  5. https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-023-03448-3

  

圖1 基于三維激光掃描的地下洞室變形時(shí)空演化分析方法     

圖2 大型地下洞室分層開(kāi)挖下巖體的卸荷劣化特征   

圖3不同中隔墻間距下大型洞室群圍巖典型變形特征分析

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