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(中国电建集团 华东勘测设计研究院有限公司,杭州 310014)

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

倪卫达，石安池

(中国电建集团 华东勘测设计研究院有限公司,杭州 310014)

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律，通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式，并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上，建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型，开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明：岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中，柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%；黏聚力分别降低18.3%和46.1%；内摩擦角分别降低8.4%和64.7%；柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性，在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低，且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。

白鹤滩水电站; 柱状节理岩体；卸荷损伤；原位试验；离散元法；各向异性

1 研究背景

大型水电站建设过程中，岩体的开挖将在较大程度上改变其原有的应力状态和物理状态，引起岩体的应力释放、卸荷变形和损伤破坏，导致岩体变形与强度特性的劣化[1-2]。因此，开展岩体卸荷损伤机理的研究，动态把握开挖过程中岩体力学特性的损伤规律，为水电工程的顺利建设和安全运营提供理论保障，具有重要的研究意义和实践价值。……