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山东大学学报 (工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (2): 126-135.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.036

• 土木工程 • 上一篇    

围岩参数不确定性对地下水封洞库稳定性的影响

彭振华1,王者超2,洪成华2,李康林2,李傲2   

  1. 1.中海油石化工程有限公司, 山东 青岛 266000;2.辽宁省深部工程与智能技术重点实验室, 沈阳 110819
  • 发布日期:2024-04-17
  • 作者简介:彭振华(1976— ),男,河南驻马店人,高级工程师,硕士,主要研究方向为地下洞库技术. E-mail:401534684@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上资助项目(42177157);辽宁省应用基础研究计划资助项目(2022JH2/101300127)

Influence of parameter uncertainty on stability of underground water-sealed cavern

PENG Zhenhua1, WANG Zhechao2, HONG Chenghua2, LI Kanglin2, LI Ao2   

  1. 1. CNOOC Petrochemical Engineering Co., Ltd., Qingdao 266000, Shandong, China;
    2. Liaoning Provincial Key Laboratory of Deep Engineering and Intelligent Technology, Shenyang 110819, Liaoning, China
  • Published:2024-04-17

摘要: 为了分析库区围岩条件测量不确定性问题对围岩稳定性分析产生的影响,依托国内某地下水封洞库工程,采用ANSYS/FLAC3D建立洞库的三维数值计算模型,开展洞库稳定性数值模拟。将围岩的位移分布、应力分布和塑性区分布作为稳定性的评价指标,分析围岩物理力学参数(包括弹性模量、泊松比、密度、内摩擦角、黏聚力和抗拉强度)、地应力方向对洞库围岩稳定性的影响。通过改变围岩物理力学参数的大小和应力场方向,开展考虑围岩物理力学参数和主应力方向不确定性的地下水封洞库围岩稳定性研究。数值模拟结果表明,当围岩的物理力学参数下降10%时,围岩的位移显著增加,地应力方向改变10%时,围岩位移变化均会增加,说明围岩物理力学参数的变化对稳定性的影响更大,验证主洞室的走向应与地应力方向平行。

关键词: 地下水封洞库, 稳定性, 围岩物理力学参数, 地应力方向, 不确定性

中图分类号: 

  • TV554
[1] 张巧玲. 全国政协委员钱七虎:国家石油储备库应建于地下[N]. 科学时报, 2007-03-14(1).
[2] 王梦恕, 杨会军. 地下水封岩洞油库设计、施工的基本原则[J]. 中国工程科学, 2008(4): 11-16. WANG Mengshu, YANG Huijun. Basic principles of design and construction of underground water sealed cavern oil depot[J]. Engineering Science, 2008(4): 11-16.
[3] 杨明举. 地下水封裸洞储气应力场、渗流场、储气场耦合模型的研究及其工程应用[D]. 成都:西南交通大学, 2001. YANG Mingju. Study on coupling model of gas storage stress field, seepage field and gas storage field in groundwater sealing bare hole and its engineering application[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2001.
[4] ÅBERG B. Prevention of gas leakage from unlined reservoirs in rock[C] //Proceedings of the First International Symposium on Storage in Excavated Rock Caverns. Stockholm, Sweden: Pergamon, 1977: 399-413.
[5] GOODALL D C. Containment of gas in rock caverns[D]. Berkley, USA: University of California, 1986.
[6] 李仲奎, 刘辉, 曾利, 等. 不衬砌地下洞室在能源储存中的作用与问题[J]. 地下空间与工程学报, 2005(3): 350-357. LI Zhongkui, LIU Hui, ZENG Li, et al. The role and problem of unlined underground caverns in energy storage[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2005(3): 350-357.
[7] LINDBLOM U. The development of hydrocarbon storage in hard rock cavern[C] //Proceedings of the International Conference of Storage of Gases in Rock Caverns. Trondheim, Norway: [s.n.] , 1989: 15-30.
[8] 崔京浩. 地下工程与城市防灾[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2007.
[9] 王者超, 李术才, 薛翊国, 等. 大型地下水封石油洞库围岩完整性、变形和稳定性分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41(3): 112-117. WANG Zhechao, LI Shucai, XUE Yiguo, et al. Analysis of integrity, deformation and stability of surrounding rock in large groundwater sealed oil caverns[J]. Journal of Shandong University(Engineering Science), 2011, 41(3): 112-117.
[10] ZHUANG D Y, TANG C A, LIANG Z Z, et al. Effects of excavation unloading on the energy-release patterns and stability of underground water-sealed oil storage caverns[J]. Tunnelling and Underground Space Tech-nology, 2017, 61: 122-133.
[11] 颜丙乾, 任奋华, 蔡美峰, 等. THMC多场耦合作用下岩石物理力学性能与本构模型研究综述[J]. 工程科学学报, 2020, 42(11): 1389-1399. YAN Bingqian, REN Fenhua, CAI Meifeng, et al. Review of petrophysical and mechanical properties and constitutive model under multi-field coupling of THMC[J]. Chinese Journal of Engineering, 2020, 42(11): 1389-1399.
[12] 田昊, 李术才, 王者超, 等. 地下水封石油洞库施工期监控量测与稳定性分析[J]. 岩土工程学报, 2015, 37(9): 1710-1720. TIAN Hao, LI Shucai, WANG Zhechao, et al. Monitoring measurement and stability analysis during the construction period of groundwater sealed oil cavern[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2015, 37(9): 1710-1720.
[13] 柳献, 赵子蓬, 叶宇航, 等. 类矩形盾构隧道结构极限承载力分析[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2020, 48(9): 1283-1295. LIU Xian, ZHAO Zipeng, YE Yuhang, et al. Analysis of ultimate bearing capacity of quasi-rectangular shield tunnel structure[J]. Journal of Tongji University(Natural Science Edition), 2020, 48(9): 1283-1295.
[14] 陈祥. 黄岛地下水封石油洞库岩体质量评价及围岩稳定性分析[D]. 北京:中国地质大学, 2007. CHEN Xiang. Quality evaluation and stability analysis of surrounding rock in Huangdao groundwater sealed oil cave[D]. Beijing: China University of Geosci-ences, 2007.
[15] 时洪斌. 黄岛地下水封洞库水封条件和围岩稳定性分析与评价[D]. 北京:北京交通大学, 2010. SHI Hongbin. Analysis and evaluation of water sealing conditions and surrounding rock stability of Huangdao groundwater sealing reservoir[D]. Beijing: Beijing Jiaotong University, 2010.
[16] MA K, TANG C A, WANG L X, et al. Stability analysis of underground oil storage caverns by an integrated numerical and microseismic monitoring approach[J]. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research, 2016, 54: 81-91.
[17] LI H Z, LOW B K. Reliability analysis of circular tunnel under hydrostatic stress field[J]. Computers and Geotechnics, 2010, 37(1/2): 50-58.
[18] 赵明. 隧道工程的可靠性分析方法与应用[D]. 焦作:河南理工大学, 2015. ZHAO Ming. Reliability analysis method and application of tunnel engineering[D]. Jiaozuo: Henan Polytechnic University, 2015.
[19] LU H, GUTIERREZ M, KIM E. Empirical approach for reliability evaluation of tunnel excavation stability using the Q rock mass classification system[J]. Underground Space, 2022, 7(5): 862-881.
[20] ZHANG W G, GOH A T C. Reliability assessment on ultimate and serviceability limit states and determination of critical factor of safety for underground rock caverns[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2012, 32: 221-230.
[21] 卢卫莉. 地下水封洞库围岩结构面力学特性与块体稳定性[D]. 沈阳:东北大学, 2022. LU Weili. Mechanical characteristics and block stability of surrounding rock structure of groundwater sealing reservoir[D]. Shenyang: Northeastern University, 2022.
[22] 中华人民共和国水利部. 工程岩体分级标准:GB/T 50218—2014[S]. 北京: 中国计划出版社, 2015.
[1] 范黎林,刘士豪,李源,毛文涛,陈宗涛. 基于课程正则化的物理信息神经网络渐进式训练策略[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(1): 11-24.
[2] 翁华,朱维骏,李宇骏,郁丹,张雨萌,华凤林. 并网CIG系统的小干扰稳定性解析分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(4): 128-139.
[3] 王心泉,王智猛,牛犇,蒋恒,冯春. 8度地震烈度区新民隧道出口处边坡的稳定性[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(3): 23-30.
[4] 裴佑楠,韩学山,张玉敏,叶平峰,李竞锐. 一种计及概率风险的备用优化方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(2): 143-154.
[5] 张吉哲,刚子璇,毕玉峰,岳红亚,徐润,丁婷婷,齐仕杰. 基于有机-无机改性的赤泥沥青混合料综合性能[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(1): 1-10.
[6] 韩学山, 李克强. 适应新型电力系统发展的协同调度理论研究[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(5): 14-23.
[7] 刘振,孙媛媛,李亚辉,许庆燊,于涛,庞延庆. 基于用户行为预测的分布式光伏智能社区需求响应策略[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(5): 24-34.
[8] 刘斌,张萌. 用于腿足式机器人落地缓冲的复合控制策略[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(4): 20-28.
[9] 郑俊峰,陈晓燕,马正,陈青. 土石坝加固拓宽坝体变形及稳定性分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(1): 85-92.
[10] 张恒旭,曹永吉,张怡,李常刚,阮佳程,TerzijaVLADIMIR. 电力系统频率动态行为衍变与分析方法需求综述[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(5): 42-52.
[11] 卢光兆,周博,徐锋,上官伟,王刚,张书博. 浅埋偏压隧道进洞施工围岩稳定分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(4): 61-70.
[12] 徐震,张涛,葛向东,高峰,张来仪,张欣,田利. 风荷载作用下输电塔-线体系不确定性分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(4): 99-105.
[13] 孙东磊,赵龙,秦敬涛,韩学山,杨明,王明强. 基于学习理论的含光储联合系统的输电网双层规划[J]. 山东大学学报 (工学版), 2020, 50(4): 90-97.
[14] 刘美珍,周风余,李铭,王玉刚,陈科. 基于模型不确定补偿的轮式移动机器人反演复合控制[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(6): 36-44.
[15] 李崴,王者超,李术才,丁万涛,王琦,宗智,刘克奇. 哈尔滨地铁粉质黏土力学性质与超前支护方式[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 61-71.
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