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高地应力与岩体稳定研究

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小湾工程拱坝高达294.5m,引水发电系统建于右岸地下,地下洞室规模大,洞群密集布置.工程建于滇西澜沧江高山峡谷区,该区域地震构造背景复杂,又处于新构造活动强烈区域.坝址区河谷深切、相对高差达千余米,岩石主要为片麻岩类,微风化—新鲜岩体完整性好、强度高,区内物理地质作用强烈,岸坡卸荷现象明显.深部和河谷中下部地应力较高,最大实测值σ1'可达57MPa,在勘探平洞和钻孔中也出现了高地应力释放现象.在工程开挖(卸载)过程中拱坝坝基、地下厂房洞室群部位、电站进水口边坡均不同程度地出现了高应力释放现象,如裂隙的张开和扩展、产生新裂隙、板裂化现象、蠕滑和回弹差异变形、大变形、岩爆等,因此高地应力对岩体稳定影响是本工程主要工程地质问题之一.高地应区的卸载作用,使地应力场重新分布,形成了新的松弛区、应力增高区和原岩应力区.在松弛区的岩体,岩体质量较原岩发生了劣化,其劣化变形分为瞬时变形和流变变形,具明显的时空效应,岩体稳定问题突出.工程荷载作用或采取加固措施后,岩体质量得到有效恢复,岩体稳定.本文旨在地应力测试成果的基础上,研究在自然状态下地应力场的分布特征、各种开挖卸载工况下应力场的发展演化趋势,以大量的现场地质调查、测绘成果、岩体波速测试和长期监测资料、全孔壁数字成像资料和岩体变形监测资料为依据,研究坝址区岩体质量劣化的机理,探讨和提出岩体质量动态分析评价体系,据此提出适应的工程对策措施.

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