【正文】 xy；鉛直天然應(yīng)力σ v 在 oA 上的作用 力σ vx，它對 A 點的力矩為 22vx? ； LA 段對 oA 段的反力 W，它對 A點的力矩為零。 圖 35 側(cè)壁穩(wěn)定系數(shù) 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科生畢業(yè)論文 22 第四章 支護建議 第一節(jié) 圍巖壓力的計算 平衡拱理論 這個理論是由普羅托耶科諾夫提出的，又稱為普氏理論。如圖 33所示，若結(jié)構(gòu)面走向與洞軸平行，可取垂直于洞軸的剖面進行分析研究。⑤當(dāng)巖體中天然應(yīng)力σ h 和σ v 相差較大時，則應(yīng)盡量使洞室長軸平行于最大天然應(yīng)力的作用方向。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科生畢業(yè)論文 14 類似地，對于其他形狀洞室也可以用 (813)式來表達洞壁上的重分布應(yīng)力，不同的只是不同洞形，α，β也不同而已。 鉛直天然應(yīng)力σ v 等于上覆巖體的自重，即： gZv??＝ （ 33） 水平天然應(yīng)力 hv? ??＝ （ 34） 1?? ?＝ － （ 35） 式中：ρ為巖體的密度 (g／ cm3)； g 為重力加速度 (／ s2)； Z 為深度 (m)； λ為天然應(yīng)力比值系數(shù)；μ為巖體泊松比。主 洞罐洞頂標高為 30m，標高 +20m 以上的巖體對洞罐影響已較小，因此，以標高 +20m 為界，將不同深度的花崗片麻巖試樣進行分別統(tǒng)計。 圖 26 巖脈崩解照片 第四節(jié) 地應(yīng)力 本次勘察，在 ZK00 ZK006 及 ZK008 三個鉆孔進行了地應(yīng)力測試，詳見地應(yīng)力測試報告。該類巖體主要分在庫址區(qū)東側(cè) F4 斷層南端， zk016 鉆孔也有揭露。 依據(jù)節(jié)理發(fā)育的密集程度可以將 I 區(qū)分為三個區(qū)段：高程 130~30m 段節(jié)理發(fā)育，平均線密度為 條 /m； 30~20m 段節(jié)理較發(fā)育，平均線密度為 條 /m； 20~76m 段節(jié)理微發(fā)育，平均線密度為 條 /m。、 NE30176。）?！?70~80176。 節(jié)理 （ 1）節(jié)理成因 根據(jù)地表節(jié)理調(diào)查分析，庫址區(qū)節(jié)理成因主要有三種類型。 F7 位于大頂子南側(cè)，根據(jù)次級節(jié)理與主斷面的夾角及局部拖拽現(xiàn)象分析，其力學(xué)性質(zhì)為右旋走滑，該斷層地貌特征不明顯。 ； ZK006 鉆孔在~ 深度揭露為破碎帶，推測傾角為 62176。 。 第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性 本次勘察基本查明了庫址區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性，洞庫范圍內(nèi)斷層（包括破碎帶）及各種巖體的分布情況 。庫址區(qū)大面積分布松樹、槐樹及雜樹林，為一級防火森林，部分區(qū)域基巖裸露，豎井口附近的山腳處有少量農(nóng)田分布。 工程建設(shè)場地山脊南側(cè)發(fā)育殷家河，北側(cè)發(fā)育龍河，均屬流域面積極小的山溪性河流。多年平均風(fēng)速為 ，春、夏季以南風(fēng)、東南風(fēng)為主，冬季以北風(fēng)、西北風(fēng)為主，秋季南風(fēng)、北風(fēng)相當(dāng)。楊明舉對液化石油氣體洞庫的滲流場進行了分析，證明了采用水封技術(shù)儲存液化石油氣體是可行的，同時提出氣泡在巖體裂隙中的流動需要做進一步的研究。 第三節(jié) 課題研究現(xiàn)狀 早在 1938 年瑞典的哈哥博士 (Hagcon)就提出地下水封洞庫儲油的設(shè)想。液化石油氣體的儲藏方法可采用低溫常壓或常溫高壓，或兩種方法同時采用，使之變成液體后儲藏，其體積為氣體時的 1/因此分析洞室群開挖的洞室群效應(yīng)及圍巖穩(wěn)定和支護方式等問題，對解決設(shè)計和施工中的關(guān)鍵技術(shù)難題，有著極為重要的意義。由于對液化石油氣體需求隨季節(jié)變化波動顯著，液化石油氣體儲庫對能源的季節(jié)調(diào)峰作用顯著。s energy needs, underground works will also be vigorously in the energy project development. Underground gas storage is the inevitable result of China39。地下儲庫也是未來石油氣能源儲存的發(fā)展方向 ,在國外已有幾十座各類地下油氣儲庫 ,而我國目前正在試驗研究石油液化氣地下儲庫的各項技術(shù)。 本文研究的是黃島某原油地下庫洞室圍巖穩(wěn)定性評價。而儲庫的類型則由一開始的地上儲庫逐漸轉(zhuǎn)向地下。由于儲存物質(zhì)的特殊性，所以對地下洞室的整體穩(wěn)定性要求較高。在洞室中注入油品后，油品周圍會存在一定的壓力差 ，因而在任一油面上，水壓力都大于油壓力，使油品不能從裂隙中漏走。為防止液化石油氣體滲漏，丙烷設(shè)置深度為 100m 左右 ,丁烷為 40m 左右。 1977 年 ,在山東某地修建了第一座總庫容為 15 萬 m3 原油地下水封洞 庫， 1980 年代在浙江象山又建成 1 座容積 4000m3 的地下成品油庫， 20xx 年我國第一座液化石油氣體地下儲庫在汕頭建成，相繼寧波，珠海液化石油氣體儲庫也成功建成。 據(jù)近百年資料統(tǒng)計，年平均氣溫為 ℃ 。區(qū)域內(nèi)有南辛安河、辛安前河、辛安后河、橫山河、周家夼河等 12 條，總長139km，流域面積 km2，為季節(jié)性河流，源短流急，單獨入海。洞庫山體為龍雀山，近東西走向，山脊標高 280~350m，山脊北側(cè)為陡崖，南側(cè)為陡坡，地形坡度一般為 35~55176。場地遭受的最大歷史地震影響為 Ⅸ 度，是由 1668年郯城地震引起的。 ，具有小規(guī)模右行位移，地表圍巖破碎輕，破碎巖不發(fā)育，主要表現(xiàn)為寬約數(shù)厘米至數(shù)十厘米的裂隙，僅在陡坡裸露可見。 F3 呈北東走向斜穿洞庫區(qū)，傾向南東，傾角 53~70176。該斷層前期為壓扭性，現(xiàn)今為張扭性，沿斷層走向有巖脈侵入，斷層南端為晚元古界花崗片麻巖與早白堊系二長花崗巖分界線，山脊北側(cè)傾向北東，傾角 72176。 鉆孔 ZK001在 330m以下出現(xiàn)厚約 70m 的夾泥破碎帶，推測傾向 南 東，傾角 52176。巖漿的侵入和冷凝，使周圍巖體進一步破壞，從而形成大量結(jié)構(gòu)面。；④產(chǎn)狀為 136~143176。結(jié)構(gòu)面，由于受 F3 和 F8 斷層的影響，該區(qū)亦出現(xiàn)較多 NW300176。 （ 3）節(jié)理縱深方向發(fā)育特征 在地表結(jié)構(gòu)面分區(qū)的基礎(chǔ)上，對各區(qū)內(nèi)鉆孔攝像和巖芯的節(jié)理數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，研究節(jié)理在縱深 方向上發(fā)育特征。各類地層特征及分布情況分述如下 ： 第四系殘坡積、洪積層（ Q4el+dl+pl）：殘坡積層主要分布在山坡及豎井口附近的坡腳處，山坡處厚度較小，一般不超過 ，多為黃褐 ~紅褐色礫質(zhì)粘性土或砂質(zhì)粘性土，硬塑 ~堅硬狀態(tài)；坡腳處厚度較大，一般厚度為 ~，多為褐黃 ~褐紅色砂質(zhì)粘性土或礫質(zhì)粘性土，含碎塊石，硬塑 ~堅硬狀態(tài)。局部巖體綠泥石化嚴重，裂隙面呈灰綠色，巖塊強度明顯降低。 （ 4）水壓致裂測試過程中獲得鉆孔孔壁巖石的原地抗拉強度一般為 4~9 MPa。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科生畢業(yè)論文 13 第三章 穩(wěn)定性評價 第一節(jié) 整體穩(wěn)定性 對于整體狀或塊狀巖體，可視為均質(zhì)的連續(xù)介質(zhì)，其圍巖穩(wěn)定性分析，初研究局部不穩(wěn)定影響外，應(yīng)著重于圍巖整體穩(wěn)定性的力學(xué)計算。 地下洞室開挖后洞壁上一點的應(yīng)力與開挖前洞壁處該點天然應(yīng)力的比值，稱為應(yīng)力集中系數(shù)。②各種形狀洞室的角點或急拐彎處應(yīng)力集中最大，如 正方形或矩形洞室角點等。但在裂隙水的作用下可能會失穩(wěn)，且失穩(wěn)的地段安全系數(shù)比較小，應(yīng)謹慎處理。 圖 34 拱頂穩(wěn)定系數(shù) 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科生畢業(yè)論文 21 側(cè)壁分離體的穩(wěn)定性 如圖 33，側(cè)壁分離體在自重 W2 的作用下沿 L4 滑移，而后緣切割面 L4 的抗拉強度可忽略。因此，利用該理論計算圍巖壓力時，首先要找出平衡拱的形狀和拱高。 求得了平衡拱曲線方程后，洞側(cè)壁穩(wěn)定時洞頂?shù)乃蓜訃鷰r壓力即為 LoM 以下巖體的重量，即 221 4( ) ( ) 3bb x g bp g h y d x g h d xfb f?????? ? ? ? ??? （ 49） 式中：ρ為巖體的密度；其他符號意義同前。） 抗拉強度（ MPa ） 單軸抗壓強度（飽和） f b b1 l h1 P1 P2 I 10 90 9 5 12 30 II 6 50 5 5 15 30 1720 III 25 5 19 30 1823 3477 IV 10 1 5 23 30 5224 9369 V 5 5 24 30 10750 17955 巖體分級 變形模量（ MPa ） 泊松比 重度（ kN/m3 ） 內(nèi)聚力 C（ MPa ） 內(nèi)摩擦角φ（176。通過穩(wěn)定性評價，給該洞室提出支護建議。對于洞庫的穩(wěn)定性評價的新方法將是作者以后研究的方向。 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）本科生畢業(yè)論文 30 參考文獻 [1] 劉若榮，唐輝明等 .巖體力學(xué) .中國地質(zhì)大學(xué)出版社 1999 [2] 李智毅，唐輝明等 .巖土工程勘察 . 中國地質(zhì)大學(xué)出版社 20xx [3] 王芝銀，李云鵬，郭書太，等．大型地下儲油庫粘彈性穩(wěn)定性分析帆．巖土力學(xué)，20xx [4] 陳祥黃島地下水封石油洞庫巖體質(zhì)量評價及圍巖穩(wěn)定性分析 [D]．北京：中國地質(zhì)大學(xué)， 20xx [6] 時洪斌．黃島地下水封垌庫水封條件和圍巖穩(wěn)定性分析與評價 [D]．北京：北京交通大學(xué)巖土工程系， 20xx [7] Masanobu Tezukaa,Tadahiko Seokab． Latest technology of undergroundrock cavern excavation in Japan． 20xx [8] 何紅梅 ,何鳳友 .LPG 地下水封石洞儲庫設(shè)計 IJ],石油規(guī)劃設(shè)計 ,20xx [9] ChungIn Lee,JaeJoon Song. 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