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高地应力地下厂房的基本特点解析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于岩体长期处于较小或很小的强度应力比条件下,岩体中的优势节理裂隙张开,隐性裂隙在高应力条件下张开突出,加上层状岩体的变形特点,形成了区域的松弛变形、恶性变形与应力调整,岩体具有流变特性。由于较低的强度应力比,对洞室开挖的重要影响因素是地应力重分布后的绝对应力,由于各个洞室相互关联,因此,各个洞室开挖的相关影响非常明显。

高地应力地下厂房的基本特点解析

(1)层状大理岩岩体的产状与原始应力的组合,在顺河向洞室左上角与右下角、垂直于河道洞室下游拱脚与上游洞底板部位出现应力集中与层状岩体的不利组合,根据不同的岩层厚度、强度、洞室大小,分别出现岩爆、片帮、掉块等现象。

(2)厂房原始地应力场被三条断层阻断,根据断层的成因和地应力实测资料,在三条断层上盘影响带边缘完整岩体中地应力最高,断层应力水平低,根据强度应力比,除局部岩体强度最大部位出现轻度岩爆(一定深度内岩体爆裂,表面岩体掉块塌落)的可能性外,岩体强度较低(小于50 MPa)部位主要破坏形式为松弛变形,通过松弛深度变化来调整地应力场,表现为岩体变形,锚杆、锚索应力增加,时效变形明显。

(3)由于岩体强度低,在应力调整后,应力水平达到岩体抗压强度的40%~80%,局部应力集中区达到70%~100%。由于岩体长期处于较小或很小的强度应力比条件下,岩体中的优势节理裂隙张开,隐性裂隙在高应力条件下张开突出,加上层状岩体的变形特点,形成了区域的松弛变形、恶性变形与应力调整,岩体具有流变特性。

(4)由于断层带储存应力能力低,在洞室开挖后,破坏了原始区域的应力状态,断层及周围的岩体应力调整加大了断层两侧的应力条件,出现断层两侧的应力集中,反应突出的问题就是断层两侧的变形首先出现,而洞室后期的主要变形来源为断层,在后期断层具有蠕变特征。(www.xing528.com)

(5)洞室动态开挖过程中,地应力场因开挖深度、跨度的变化,在不同时期有不同的反应,其中一个关键的控制点是洞室高宽比为1时是分界线。

(6)根据不同大理岩的岩性,位于厂房下部的大理岩第2层[(2)]岩性较差,既有厚层—块状结构的大理岩,又有薄—中厚层状或互层状结构的大理岩与绿片岩,岩体的强度、完整性、层间结合能力低,形成上硬下软的工程条件,对于大挖空率的厂房下游边墙下部稳定非常不利。

(7)由于较低的强度应力比,对洞室开挖的重要影响因素是地应力重分布后的绝对应力,由于各个洞室相互关联,因此,各个洞室开挖的相关影响非常明显。

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