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杨房沟水电站左岸拱肩槽边坡稳定性研究

李鸿鸣  
【摘要】:随着我国社会经济的发展和西部大开发战略的继续实施,以西电东送为代表的国家重点工程建设不断向前推进,不可避免地需要开挖岩土体,形成了数百米高的人工高边坡,研究高边坡的稳定性对工程施工的顺利开展和工程建成后充分发挥工程效益具有重要意义。本文以雅砻江杨房沟水电站左岸拱肩槽边坡为研究对象,通过现场地质素描获取了野外第一手资料,对左岸拱肩槽边坡的岩性和岩体结构特征等进行研究,分析左岸拱肩槽边坡可能产生变形破坏的部位、模式与范围,并结合数值模拟、极限平衡和块体理论的分析方法,对左岸拱肩槽边坡的稳定性进行分析,在稳定性分析与评价结果的基础上,提出了有针对性的处理和支护措施。论文主要研究内容和成果如下:(1)通过现场实测,对左岸拱肩槽边坡的岩体结构特征进行了系统的研究,对岩体结构面进行分类、分级研究,获得了不同级别结构面的性状特征,并确定了结构面发育的优势方位。(2)通过对边坡岩体结构的划分,吸收前期岩体分级成果,进一步对边坡岩体质量进行分级,结合本阶段室内、现场试验结果,最终确定了边坡用于稳定性计算的物理力学参数。(3)基于对边坡变形破坏迹象的观察分析,将边坡变形破坏模式分为单面滑动破坏模式、双面滑动破坏模式、台阶状滑移破坏模式和楔形体破坏模式,依据不同的破坏模式和潜在不稳定块体的分布发育规律,将开挖边坡划分为A、B、C、D四个危险性区域。(4)遵循从整体到局部的分析方法,对左岸拱肩槽边坡的稳定性进行了系统研究:(1)采用离散元3DEC软件建立三维模型,量化分析左岸拱肩槽开挖边坡的变形特征,结果表明开挖边坡未出现大规模的位移现象,整体处于稳定状态;(2)基于钻孔勘探、声波测试查明正面坡f_(27)断层蚀变岩的分布特征,并分析其对边坡稳定性的影响;(3)采用基于极限平衡理论的Slide软件对单面滑动破坏、双面滑动破坏、台阶状滑移破坏的块体的稳定性进行计算,采用基于块体理论的Swedge软件对楔形块体的稳定性进行计算。(5)根据边坡稳定性分析与评价的结果,提出相应的的处理和支护措施:(1)针对正面坡f_(27)断层蚀变带,采取以“槽挖+回填混凝土+加强灌浆”为主的处理措施,处理后正面坡满足大坝建基要求;(2)不满足安全要求的块体支护后,复核计算表明在各工况下处于稳定状态并有较大安全裕度,满足边坡在施工和运行阶段的稳定要求,同时监测数据表明边坡变形已得到有效控制。


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