复杂地应力专题研究

白鹤滩是位于长江金沙江段的巨形水电站,玄武岩流、断裂网络和深切峡谷地貌特征使得坝址工程区域范围内的地应力条件异常复杂,勘探过程中揭露了强烈的片帮现象,地应力成为工程关心的基本性因素之一。为此,前期工作中累计进行了900次左右的地应力测试,测试结果的分散性验证了问题的复杂性,地应力专题研究的目标就是综合各种信息,辨别数据的真实含义,为工程设计提供可靠的地应力场资料。

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该项研究综合了多个方面的资料并获得各自不同的信息:

l                      地质构造分析揭示构造历史过程中4期作用方式,大地位移监测结果指示现代NWW方向挤压的特点,与构造格局吻合;

l                      河谷地貌和两岸地形的差异揭示左岸、河床、右岸地应力场可能存在的差异;

l                      左右岸不同方向勘探平洞片帮破坏严重程度揭示了左右岸地下厂房区地应力场的总体特征和差异;

l                      测试成果的进一步分析论证了两岸地下厂房区最大主应力方向的不同;

l                      综合上述信息的数值计算结果合理解释了上述所有特征的内在原因,揭示坝区断块在构造挤压期间错动方式导致的两岸地应力分布差异的主要原因,同时给出了不同部位的地应力基本特征。 

       对于最大埋深2525m的锦屏二级深埋引水隧洞工程而言,地应力无疑是岩石力学科研和设计工作最重要的基础性因素之一。特殊的地形和埋深条件决定了准确的地应力把握只能是在隧洞掘进过程中完成,建立在经验判断基础上的快速分析成为满足工程需求的有效工作途径。 

 

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       在既往研究和经验积累基础上,根据对锦屏隧洞开挖破坏特征的观察,研究工作很快形成了埋深和褶皱构造决定沿线地应力总体分布、断裂导致局部异常的认识,建立的数值计算模型在证实该认识的同时,获得了隧洞沿线地应力和岩爆风险分区成果(图下)。 进一步地,研究工作揭示了褶皱和各种类型断裂导致的局部地应力场特征,成果对判断潜在岩爆类型和工程危害程度提供了极其重要依据。


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