孙卓恒,侯哲生,张爱萍

(烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005)

锦屏二级水电站深埋完整大理岩破坏机制的断裂力学分析

孙卓恒,侯哲生,张爱萍

(烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005)

针对锦屏二级水电站深埋完整大理岩拉张型板裂化破坏和剪切型破坏,从断裂力学的角度对其发生机制予以解释。断裂力学理论表明,岩石在足够大轴向力作用下,其内部微裂纹在发生摩擦滑动或剪切滑移和自相似扩展后进一步弯折扩展。隧洞开挖后洞壁围岩径向应力降低,切向应力增大。当径向应力为零时,弯折裂纹继续发展,围岩产生平行于洞壁的破裂面,即产生拉张型板裂化破坏;当洞壁围岩存在一定径向应力时,弯折裂纹停止扩展转化为剪切裂纹扩展,即围岩产生剪切型破坏。对锦屏二级水电站深埋完整大理岩破坏机制的分析,为类似深埋隧道工程围岩失稳破坏机理的解释具有一定借鉴作用。

完整大理岩;断裂力学;拉张型板裂化破坏;剪切型破坏

0 引 言

锦屏二级水电站位于雅砻江下游河段锦屏大河湾锦屏山内,是雅砻江干流上的重要梯阶电站,包含4条引水隧洞和两条辅助洞及一条施工排水洞。电站利用大河湾的天然落差,通过在锦屏山开挖4条引水隧洞截弯取直雅砻江引水发电。该电站引水隧洞工程洞线长度平均为16.7 km,最大埋深为2 525 m,属典型的深埋隧洞工程。

锦屏二级水电站自开工以来,始终伴随着深部围岩的稳定性问题,而深埋完整或较完整大理岩的破坏问题显得尤为突出,这方面相关研究已涌现出很多成果[1-12]。……