雙江口水電站是大渡河流域梯級電站開發(fā)的關(guān)鍵項目之一。在該水電站地下廠房洞室群施工支洞開挖過程中，出現(xiàn)了嚴重的脆性破壞，表明后續(xù)主要洞室開挖過程中可能會有大范圍脆性破壞風(fēng)險。因此，掌握地下廠房洞室群三維初始地應(yīng)力場分布規(guī)律并據(jù)此開展圍巖穩(wěn)定性動態(tài)反饋分析和開挖支護方案優(yōu)化設(shè)計，對確保雙江口水電站大型深埋地下洞室群圍巖穩(wěn)定至關(guān)重要。然而，深埋大型地下洞室群初始地應(yīng)力測試結(jié)果往往存在代表性和可靠性不足的問題，很難根據(jù)有限測點的地應(yīng)力測試結(jié)果來準確估計其三維初始地應(yīng)力場。

　　為此，在國家自然科學(xué)重點基金和面上基金支持下，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所智能巖石力學(xué)組科研人員基于雙江口水電站有限的初始地應(yīng)力測試結(jié)果和洞室群分層開挖前探洞/中導(dǎo)洞內(nèi)的應(yīng)力型脆性破壞現(xiàn)象，提出了一種用于估計深切河谷區(qū)大型深埋地下洞室群3D初始地應(yīng)力場的綜合估計方法（圖1）。這一方法通過區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場方向推斷（圖2）、基于測試結(jié)果的初始地應(yīng)力特征分析和可靠性評價、基于回歸的初始地應(yīng)力場特征分析和可靠性評估以及修正的初始地應(yīng)力場分析和可靠性驗證等四個相互關(guān)聯(lián)、循序漸進的基本步驟來實現(xiàn)深切河谷區(qū)大型深埋地下洞室群三維初始地應(yīng)力場方位和量值的準確估計。

　　基于該初始地應(yīng)力綜合估計方法獲取了雙江口水電站地下廠房洞室群的三維初始地應(yīng)力場，據(jù)此開展的圍巖脆性破壞預(yù)測與實際情況吻合良好（圖3）。表明這一初始地應(yīng)力綜合估計方法可為高應(yīng)力地下工程的開挖支護設(shè)計方案優(yōu)化設(shè)計、圍巖失穩(wěn)風(fēng)險控制提供基礎(chǔ)的地應(yīng)力條件。相關(guān)研究成果以封面文章發(fā)表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674775521000068

圖1 深切河谷區(qū)大型深埋地下洞室群初始地應(yīng)力場綜合估計方法工作流程

圖2 基于工程區(qū)域主斷裂構(gòu)造推斷構(gòu)造應(yīng)力方向

圖3 基于綜合方法估計的初始應(yīng)力場預(yù)測和實際的脆性破壞位置對比

（文/圖 智能巖石力學(xué)組）