雙江口水電站是大渡河流域梯級(jí)電站開發(fā)的關(guān)鍵項(xiàng)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(yán)重的脆性破壞，表明后續(xù)主要洞室開挖過程中可能會(huì)有大范圍脆性破壞風(fēng)險(xiǎn)。因此，掌握地下廠房洞室群三維初始地應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律并據(jù)此開展圍巖穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)反饋分析和開挖支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)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(cè)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(cè)點(diǎn)的地應(yīng)力測(cè)試結(jié)果來(lái)準(zhǔn)確估計(jì)其三維初始地應(yīng)力場(chǎng)。

　　為此，在國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金和面上基金支持下，中國(guó)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(cè)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(jì)深切河谷區(qū)大型深埋地下洞室群3D初始地應(yīng)力場(chǎng)的綜合估計(jì)方法（圖1）。這一方法通過區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)方向推斷（圖2）、基于測(cè)試結(jié)果的初始地應(yīng)力特征分析和可靠性評(píng)價(jià)、基于回歸的初始地應(yīng)力場(chǎng)特征分析和可靠性評(píng)估以及修正的初始地應(yīng)力場(chǎng)分析和可靠性驗(yàn)證等四個(gè)相互關(guān)聯(lián)、循序漸進(jìn)的基本步驟來(lái)實(shí)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(chǎng)方位和量值的準(zhǔn)確估計(jì)。

　　基于該初始地應(yīng)力綜合估計(jì)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(chǎng)，據(jù)此開展的圍巖脆性破壞預(yù)測(cè)與實(shí)際情況吻合良好（圖3）。表明這一初始地應(yīng)力綜合估計(jì)方法可為高應(yīng)力地下工程的開挖支護(hù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)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(chǎng)綜合估計(jì)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(jì)的初始應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)和實(shí)際的脆性破壞位置對(duì)比

（文/圖 智能巖石力學(xué)組）