深部地下实验室围岩稳定真三维物理模拟与非线性强度折减分析研究  

True three-dimensional physical simulation and nonlinear strength reduction analysis of surrounding rock stability in deep underground laboratory

作　　者：刘传成 LIU Chuancheng(School of Civil Engineering,Shandong University,Jinan,Shandong 250061,China)

机构地区：[1]山东大学土建与水利学院,山东济南250061

出　　处：《岩石力学与工程学报》2024年第11期2859-2859,共1页Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering

基　　金：国防科工局重大项目课题资助(YK-KY-J-2015-25);国家自然科学基金项目资助(41772282);泰山学者工程专项经费资助。

摘　　要：核能已逐渐成为人类社会可持续发展中不可或缺的能源之一,而伴随着其在世界范围内的大规模利用,因此而产生的高放废物也越来越多。所以安全可靠地对这些高放废物进行处置的问题逐渐成为当前面临的最为突出的挑战之一。目前公认深埋地质处置是安全处置高放废物合理可行的方法,但是鉴于高放废物地质处置库工程异于其它常规地下工程的固有特点,必须首先建立地下实验室针对性地开展广泛地研究。目前我国已确定北山新场为拟建地下实验室的推荐场址,为有效评价和优化地下实验室的总体建设方案,需要对北山地下实验室施工围岩稳定开展针对性的分析研究。本文依托国防科工局重大项目,以我国首座高放废物深埋地质处置地下实验室为研究背景,开展高放废物地质处置地下实验室大型真三维物理模拟试验,在物理模拟试验研究基础上,应用尖点突变理论,建立地下工程洞室群围岩失稳能量判据,提出基于H-B准则的改进非线性强度折减分析方法。论文主要研究成果如下:(1)通过模块组合、数控针阀和梯度加载等技术,研制发明智能数控真三维物理模拟试验系统,可较为真实地模拟地下洞室群的真三维非均匀分布状况,并实现物理模拟试验中地应力加载控制的智能化、可视化和数字化。(2)采用伺服电动控制和仿形开挖等技术,研制发明地下工程物理模拟试验微型TBM开挖装置,实现对物理模拟试验不同洞形(圆形和非圆形洞室)、不同断面尺寸洞室的全断面和台阶法开挖,提高物理模拟试验的开挖精度,减少传统人工开挖对物理模拟试验结果的影响。(3)开展北山地下实验室大型真三维物理模拟试验,揭示深埋围岩非线性变形特征、支护锚固效应、开挖影响范围和超载破坏规律,获得地下实验室洞群体系的超载安全系数,有效验证地下实验室的开挖方式�

关 键 词：岩石力学 深部地下实验室 围岩稳定性分析 真三维物理模拟试验 广义H-B准则 非线性强度折减法 

分 类 号：TU45[建筑科学—岩土工程]