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新疆库玛拉克河大石峡水电站Ⅰ~#变形体稳定性评价

杨晓芳  
【摘要】: Ⅰ~#变形体为大石峡水电站下坝址左岸坝前趾板上部边坡,下游边界距下坝线200余m,前缘高程1480m左右,后缘高程1870m左右,总方量约125×10~4m~3,正常蓄水位以上方量约61×10~4m~3。其地质条件复杂,变形现象多样,是一个复杂地质体。若将坝址选在下坝线,面板坝方案的左岸趾板、引水洞及排沙洞洞脸边坡均将对Ⅰ~#变形体坡体进行直接开挖,它的稳定性将遭到破坏并直接影响大坝的安全施工和蓄水后的正常运营。 本文在野外地质调查及室内、外试验的基础上,阐明了Ⅰ~#变形体的工程地质环境条件;通过对Ⅰ~#变形体变形现象的分析和对前人成果的归纳总结,分析了变形体浅表部和深部的变形机制,据此得出符合该区工程地质条件的地质模型;在地质原型的基础上,采用FLAC3D数值模拟的方法对变形体开挖前后的应力、应变分布特征进行了研究;应用刚体极限平衡法对变形体稳定性进行了现状评价和开挖蓄水后的预测评价,对各稳定性影响因素作了敏感性分析,进而采用统计矩点近似法对变形体稳定性进行了可靠度分析,并对比两种评价方法的结果得出了最终的稳定性评价结果;最后根据变形体的变形特征和稳定评价提出了在施工过程中对边坡的治理建议。 研究结果表明,Ⅰ~#变形体浅表层变形现象多样,控制整体稳定的深部变形机制为“蠕滑-拉裂”模式。数值分析结果显示,天然状态下应力分布较均匀,只在断层带附近应力分异,坡脚处压应力集中;开挖后在坡脚处最大剪应力达最大值,开挖马道边界附近出现拉应力,以卸荷变形为主,边坡最大位移出现在洞脸边坡底部的开挖平台处。稳定性分析结果显示,在天然状态下,A、B两区均处于稳定状态;开挖蓄水后,A区仍处于基本稳定状态,B区破坏概率较高,边坡的稳定性差,处于高危险状态。 研究成果对于保证施工质量与安全、避免潜在危害及控制工程投资等,具有十分重要的意义。


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