黃島某原油地下庫洞室圍巖穩(wěn)定性評價畢業(yè)論文-閱讀頁
2025-07-13 02:23本頁面
【正文】 情況。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。這些系數(shù)是依據(jù)光彈實驗或彈性力學(xué)方法求得的。由圖85可以看出各種不同形狀洞室洞壁上的重分布應(yīng)力有如下特點：①橢圓形洞室長軸兩端點應(yīng)力集中最大，易引起壓碎破壞；而短軸兩端易出現(xiàn)拉應(yīng)力集中，不利于圍巖穩(wěn)定。③長方形短邊中點應(yīng)力集中大于長邊中點，而角點處應(yīng)力集中最大，圍巖最易失穩(wěn)。⑤當巖體中天然應(yīng)力σh和σv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。圖31 各種洞形洞壁的應(yīng)力集中系數(shù)這里對主洞室2進行整體穩(wěn)定性評價，附圖1為主洞室1軸線工程地質(zhì)坡面圖計算過程如下表：31里程巖體分級變形模量(MPa)泊松比重度(kN/m3)內(nèi)聚力C(MPa)內(nèi)摩擦角φ(176。）抗拉強度(MPa)單軸抗壓強度(飽和)深度Z(m)σvσhσΘ(圓A)σΘ(圓B)σΘ(矩A)σΘ(矩B)FsK0+000~040III254K0+040~080III25K0+080~120IV10187211K0+120~160IV10199K0+160~200II65015K0+200~240II650K0+240~280II650K0+280~320II650K0+320~360II650K0+360~400II6503K0+400~440II650K0+440~480II6502K0+480~520IV10K0+520~560III25K0+560~600II6502K0+600~640III251K0+640~680V5K0+680~720V5圖32 不同情況下的穩(wěn)定系數(shù)結(jié)論：由圖32可知主洞室在天然狀態(tài)下大部分穩(wěn)定性系數(shù)大于1，大部分圍巖處于基本穩(wěn)定或者欠穩(wěn)定狀態(tài)。同時也說明裂隙水對洞室的穩(wěn)定性影響極其大。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。結(jié)構(gòu)面的傾角α、β，抗拉強度為、分離體底寬度為L3，則分離體的高度b為： （37）由于分離體是懸掛在洞頂?shù)模Х€(wěn)時L1和L2被拉開，而分離體單位長度重量W1和抗拉力T為： （38） （310）η 2時分離體穩(wěn)定，反之不穩(wěn)定。）αβL1L2L3A2W1TηIIIIIIIVV73由上表可知對于拱頂存在如圖33這樣的結(jié)構(gòu)面是非常危險的，基本上處于失穩(wěn)狀態(tài)，所以對于這樣的情況要及時的支護。這時分離體DEF的穩(wěn)定性系數(shù)為：如圖33計算側(cè)壁的穩(wěn)定性系數(shù)過程如下表所示：表34 側(cè)壁計算過程巖體分級重度（kN/m3）內(nèi)聚力C（MPa）內(nèi)摩擦角φ（176。圖35 側(cè)壁穩(wěn)定系數(shù)第四章 支護建議第一節(jié) 圍巖壓力的計算這個理論是由普羅托耶科諾夫提出的，又稱為普氏理論。最初這個拱形是不穩(wěn)定的，如果洞側(cè)壁穩(wěn)定，則拱高隨塌落不斷增高；反之，如側(cè)壁也不穩(wěn)定，則拱跨和拱高同時增大。這時，作用于支護襯砌上的圍巖壓力就是平衡拱與襯砌間破碎巖體的重量，與拱外巖體無關(guān)。圖41 平衡拱及受力分析示意圖如圖所示，為了求平衡拱的形狀和拱高，取坐標系xoy如圖，曲線LoM為平衡拱，對稱于y軸。oA段的受力狀態(tài)為：半跨oM段對oA的水平作用力Rx，Rx對A點的力矩為Rxy；鉛直天然應(yīng)力σv在oA上的作用力σvx，它對A點的力矩為；LA段對oA段的反力W，它對A點的力矩為零。進一步設(shè)平衡拱的拱高為h，半跨為b，則可得到： （42）為了求平衡拱高h，考慮半拱Lo的平衡，如圖所示，Lo除受力Rx、σv作用外，在拱腳L點還有反力T和N。對于松軟巖體來說可?。? （47）對于堅硬巖體來說常取 （48）上二式中：Cm，φm為巖體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角；σc為巖石的單軸抗壓強度(MPa)。圖42 圍巖壓力的計算圖如果洞室側(cè)壁邊也不穩(wěn)定，則洞的半跨將由b擴大至b1，如圖所示。－φm/ 2 。也可按土壓力理論計算，如圖823所示，作用于A和E處的土壓力e1，e2為： （412） （413）因此，側(cè)壁圍巖壓力為： （414）大量實踐證明，平衡拱理論只適用散體結(jié)構(gòu)巖體，如強風化、強烈破碎巖體、松動巖體和新近堆積的土體等。計算過程如下表：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。）抗拉強度（MPa）單軸抗壓強度（飽和）fbb1lh1P1P2I1090951230II6505515301720III255193018233477IV1015233052249369V5524301075017955第二節(jié) 圍巖支護方案的建議由規(guī)范《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》，鋼錨桿桿體的截面面積應(yīng)按下式確定： （415）其中Kt為錨桿桿體的抗拉安全系數(shù)Nt為錨桿的軸向拉力設(shè)計值frk為鋼筋郊縣的抗拉強度標準值（kPa）。由規(guī)范《地下水封石洞油庫設(shè)計規(guī)范GB504552008》，最后的支護建議如下表：表43各等級下的支護建議巖體等級支護建議I局部有不穩(wěn)定塊體時，應(yīng)采用噴射混凝土及錨桿加固II采用噴混凝土支護，局部有不穩(wěn)定塊體時，應(yīng)采用錨桿加固III采用錨桿加固Φ40200且掛網(wǎng)噴射混凝土IV采用錨桿加固Φ40100且掛網(wǎng)噴射混凝土對于涌水的地方進行封堵。對于涌水的地方進行封堵。第五章 結(jié)論與展望第一節(jié) 結(jié)論本文是在現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查所取得的素材，參考前人的研究成果，并結(jié)合個人認識，對該地區(qū)具有代表性的主洞室2進行穩(wěn)定性評價。最后得出以下結(jié)論：由圍巖的整體穩(wěn)定性評價可知，%的穩(wěn)定性系數(shù)是小于1的，處于失穩(wěn)狀態(tài)的。由圍巖的局部穩(wěn)定性評價可知，對于拱頂有結(jié)構(gòu)面相互切割的地段基本處于失穩(wěn)狀態(tài)。對于支護建議的采納，應(yīng)按照《地下水封石洞油庫設(shè)計規(guī)范GB504552008》進行支護，且應(yīng)該具體地段具體分析。第二節(jié) 展望本文在整體穩(wěn)定性評價的時候，由于能力有限沒有考慮空隙水壓力的作用，可能有點不準確；在局部穩(wěn)定性評價中，圖33的結(jié)構(gòu)面畫法上沒辦法代表整個洞庫的結(jié)構(gòu)面，從而使得局部穩(wěn)定性評價欠妥；平衡拱理論的使用條件是對于松散巖體有一定的應(yīng)用價值，而對于堅硬巖體則不適用或只能近似使用，所以本文所算的圍巖壓力只能作為支護參考。致謝光陰似箭，歲月如梭，四年大學(xué)生活即將結(jié)束，短暫而美好！在大學(xué)里，我認識了很多讓我終生難忘的老師和同學(xué)，與你們相遇是我人生中頗為得意的事情。沒有老師的介紹我都不知道去年暑假的實習(xí)去哪。其次感謝我班的全體同學(xué)，從剛轉(zhuǎn)入到結(jié)束，我都感受到了你們的熱情和幫助。祝你們在以后的人生道路上都能一帆風
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