中国高放废物地质处置地下实验室场址深部岩体地应力测量及工程应用

作     者：赵星光 王驹 秦向辉 陈群策 ZHAO Xingguang;WANG Ju;QIN Xianghui;CHEN Qunce

作者机构：核工业北京地质院国家原子能机构高放废物地质处置创新中心北京100029 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2021年第52卷第8期

页      面：2634-2645页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国防科工局核设施退役及放射性废物治理科研项目(科工二司297号) 国家自然科学基金资助项目(11972149)。 

主　　题：高放废物地质处置 北山地下实验室场址 地应力场 启裂应力 

摘      要：为了给我国高放废物地质处置地下实验室工程设计提供应力边界条件,采用水压致裂法,在场址内部的4个钻孔中进行地应力测量,完成90段压裂试验和34段水压裂隙印模试验,根据测得的地应力及其方向,揭示场址应力场的分布特征。基于场址地应力分布规律,结合室内测定的场址岩石启裂应力参数,根据地下实验室初步设计方案,进行地下实验室主体结构受力行为数值模拟。研究结果表明:场址岩体地应力随深度的增加表现出逐渐增大的趋势,在深度为60~600 m范围内,最大水平主应力(σH)小于25 MPa,与场址钻孔岩石的单轴压缩强度相比为低地应力水平。同时,σH普遍大于垂直应力(σv),表明场址地应力场主要受水平构造应力的控制。此外,所有测点的σH方向均为NE,优势方向为NEE,平均为N55°E,与北山预选区地壳运动速度矢量基本一致。获得了斜坡道、竖井和水平巷道启裂指标的分布特征,为完善试验巷道和硐室的布置方案提供了科学依据。