新疆某抽蓄电站深部岩体地应力赋存规律及地下硐室稳定性分析OA

为揭示天山造山带南缘某大型深埋抽水蓄能电站地下硐室地应力场特征及其围岩稳定性,保障地下厂房及引水隧洞地质安全,首先在地下厂房内开展2组三维水压致裂法地应力测量,获取工程区地应力场基础数据;随后建立工程区的三维地质模型,并利用有限元数值模拟方法反演该区域的三维地应力场;最后结合三维应力场的分布特征,从地下硐室轴线布置的合理性及地下厂房与引水隧硐围岩岩爆风险2个方面,综合评估抽蓄电站工程区地下硐室的稳定性。研究结果表明:抽蓄电站地下厂房三维地应力测量显示,最大主应力(σ_(1))为16.19~16.23 MPa、方向为N43.98°E~N54.44°E、倾角为-4.81°~6.93°,中间主应力值(σ_(2))为9.82~12.23 MPa、方向近南东、倾角为-18.89°~-14.52°,最小主应力(σ_(3))为6.90~10.41 MPa、倾角近垂直;三维应力场反演得到地下厂房最大主应力值(σ_(1))为16.54~17.21 MPa、方位角为N47.88°E~N56.32°E,引水洞轴线方向的最大主应力值(σ_(1))为14.86~24.32 MPa;地下厂房和引水隧洞轴线方向与实测最大水平主应力(S_(H))夹角,与SHV型应力场最优夹角(62.84°)偏差均≤10°,有利于地下硐室稳定性;采用强度应力比法、陶振宇判据等多准则判据分析,地下厂房及引水隧洞围岩总体为轻微岩爆等级。研究结果为该抽蓄电站地下厂房和引水隧洞设计与施工提供科学依据,同时填补了天山造山带南缘深部岩体三维地应力实测数据的空白。