抽水蓄能电站地下洞室岩体稳定性分析：试验研究与数值模拟

《Scientific Reports》：Stability analysis of rock mass in underground caverns of pumped storage power station: experimental study and numerical simulation

　　

摘要

抽水蓄能洞室通常建造在具有复杂构造应力条件的深部花岗岩体中。岩体中广泛分布的断层和随机裂隙严重威胁着地下厂房的长期安全。本文通过试验室试验（单轴/压缩、静/动三轴、声发射试验）和正交数值模拟，研究了抽水蓄能电站地下厂房洞室的岩体稳定性。在单轴压缩下，花岗岩表现出脆性/准脆性破坏特征；在静三轴条件下，其强度随围压线性增加，符合莫尔 - 库仑准则。在动载作用下，高围压使岩石呈现延性，抑制微裂纹扩展和声发射活动。数值模拟表明，岩体力学参数主导洞室稳定性，其中粘聚力对应力、位移和塑性区深度的影响最为显著。研究结果为洞室稳定性评价和开挖支护设计提供了理论和技术参考。