大型不衬砌地下水封石油洞库围岩特性及稳定性深度分析

本文主要探讨了大型地下水封石油洞库（地下石油储存设施）的围岩完整性、变形和稳定性对于其设计和施工的重要性。研究以我国首座正在建设中的大型不衬砌地下水封石油储备库项目为背景，采用弹塑性理论，通过对室内岩石三轴试验的深入分析，针对花岗岩地层进行了深入研究。 首先，研究发现岩石的完整性在剪胀现象开始出现时就可能受到破坏。剪胀起始点对应的摩擦角成为评估地下工程开挖过程中岩石松动区的一个关键参数。这意味着在洞库设计阶段，工程师必须考虑如何防止或减小这一阶段可能带来的影响，以确保结构的稳定性和安全性。 其次，研究结果显示，大型地下水封石油洞库的洞室开挖松动区范围广泛，从0到15.6米不等，且随着深度的增加呈正比增长。这强调了深度控制在地下工程施工中的重要性，需要通过精确的测量和监控来维持围岩的稳定性。 此外，洞室之间的中墙完整性变化趋势受开挖过程中的应力路径和剪胀线关系影响，这意味着在不同的洞室中，可能会出现不同程度的稳定性问题，需要针对性地采取加固措施。 洞壁岩石的位移方向与地表地形密切相关，如山丘走势，这可能影响到洞库的长期稳定性。拱顶沉降和水平收敛值在8-45毫米范围内，虽然数值相对较小，但仍需密切关注，以防累积性的结构损伤。 在洞室底板，研究发现存在拉应力区，而在侧壁下端和起拱处，则显示出较高的剪应力。这些区域在开挖过程中容易引发局部破裂或应力集中，因此必须实施有效的应力释放和支撑措施。 本文通过实证研究为大型地下水封石油洞库的设计和施工提供了科学依据，强调了围岩完整性管理、合理开挖策略以及监测的重要性，以确保这类大型地下基础设施的安全和可靠性。这对于整个石油储存行业和地下工程领域的实践具有重要的参考价值。