厂房区域的围岩初始应力均为压应力。尾水洞开挖后，厂房区域仍未出现拉应力。主厂房与主变室开挖后，两洞室顶部和底部出现拉应力区，最大值1.5MPa。尾闸室开挖后，其底部也出现0.6MPa的拉应力区。至第五载荷步，主厂房底部的拉应力区最大，最大拉应力值达1.4MPa，如图7所示。第六载荷步，即母线洞开挖后，主厂房底部的拉应力明显减小。厂房系统全部开挖完成后，由于各洞室之间的连通，主厂房和尾闸室周围的拉应力已经基本释放。

 
图7　第五载荷步典型断面的σ1分布云图

    7.3　塑性区

    当交通洞与尾水洞开挖时，尾水洞附近出现塑性区。主厂房和主变室开挖后，在两洞室顶部和底部出现塑性区。尾闸室开挖后，其底部也出现塑性区。随着开挖的深入，塑性区域继续发展。开挖全部完成后，洞室周围的塑性区深度约10m。开挖完成后，典型断面的塑性区分布如图8所示。

 
图8　开挖完成后典型断面的塑性区分布

    8 结语

    由于该地下厂房厂址周围的岩体坚硬，完整性好，因此厂房系统的开挖对围岩稳定的影响不大。

    从位移的空间分布规律上看，断层经过处围岩上的位移等值线均发生间断。由于断层f31和f32同时切过主变室，又在主变室拱肩处交汇，因此对主变室的位移有很大影响，特别是主变室下游边墙的位移受其影响较大。断层f31较宽，又在中部横切尾闸室，因此尾闸室的位移受断层影响亦非常明显。主厂房附近的断层f33和f34较小，且延伸不长，对主厂房的位移有一定影响。虽然断层对洞室的位移有较大的影响，但总体说来顶拱与边墙的位移值均未超过允许值。

    开挖对厂区围岩的影响非常明显，洞室周围的压应力变化较大，特别是主厂房与尾水洞交叉口、母线洞与主变室交叉口处压应力较大，但远未达到岩体的抗压强度。断层f31和f32在主变室下游拱肩处交汇，使得开挖后该部位产生了7.6MPa的拉应力，未超过岩体的抗拉强度。

    在断层f33经过处，主厂房顶拱及下游边墙的局部压应力已超过了岩体的抗压强度,此处岩体有可能受压破坏，在施工时应注意预防，及时采取措施。

    由于开挖施工和断层带的影响，各洞室周围产生了一定范围的塑性区域，在支护设计中应予以考虑。

    注：本稿件来自安世亚太10周年优秀论文。

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