楞古水電站碎裂巖質(zhì)邊坡變形破壞模式

從該水電站特殊的工程地質(zhì)背景出發(fā),以巖體結(jié)構(gòu)特征及工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ),在分析傾倒變形模式的同時,運用二維離散元的方法模擬了邊坡傾倒變形的發(fā)展過程,進一步分析了傾倒變形的形成機制。

我國西南及西部地區(qū)受青藏高原隆升、河流下切等因素影響,地形起伏大,巖體完整性差,水電工程等人類活動形成高切坡在特定的條件下易發(fā)生失穩(wěn)破壞,威脅生命財產(chǎn)安全.其中,2015年2月發(fā)生于我國西南某水電站右岸導(dǎo)流明渠段邊坡的失穩(wěn)是一例非常典型的邊坡破壞現(xiàn)象,基于邊坡變形失穩(wěn)過程,通過赤平投影等工程地質(zhì)方法,研究其邊坡地形、巖體結(jié)構(gòu)、強度特征,分析變形破壞機理,認(rèn)為導(dǎo)致其失穩(wěn)破壞的主要因素包括邊坡地形高陡、傾倒變形、巖體強度差以及不利的構(gòu)造帶等內(nèi)因,邊坡開挖和雨雪融化則加劇了邊坡的變形現(xiàn)狀,最后造成失穩(wěn)破壞.

西南某在建的水電站左壩肩在施工期間出現(xiàn)了大量拉裂縫,目前各方對于拉裂縫的產(chǎn)生機制有不同認(rèn)識,一種觀點認(rèn)為是由于施工開挖造成拉裂縫所在山體發(fā)生整體變形,另一種觀點認(rèn)為是由于淺表層的局部土體蠕滑引起,還有觀點認(rèn)為是更大范圍的基巖變形所致。本文通過詳細調(diào)查樞紐區(qū)的地質(zhì)條件、變形破壞特征,并結(jié)合監(jiān)測和勘探資料,查明了拉裂縫產(chǎn)生的原因及其影響范圍、程度,從而為進一步的工程治理提供了堅實依據(jù)。

受巖層傾角變化的影響,某電站右壩肩變傾角巖質(zhì)邊坡在工程開挖后,上部和下部巖體均出現(xiàn)不同程度變形破壞跡象,并且其特征存在較大差異。作者在大量現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上,從邊坡工程地質(zhì)條件、巖體結(jié)構(gòu)特征著手分析了邊坡變形和破壞特征產(chǎn)生差異的內(nèi)在原因;并結(jié)合有限元數(shù)值模擬方法,研究了邊坡產(chǎn)生變形和破壞的力學(xué)機制。在此基礎(chǔ)上提出了這類邊坡變形破壞特征及其成因機制的概念性模型。

第2期《中南水電》45· 五強溪水電站左岸層狀 巖質(zhì)邊坡變形機制及處理原則 地質(zhì)大隊王常敏 文摘五強溪水電站左岸邊墟為軟硬相同的復(fù)合：元結(jié)構(gòu)層狀巖體。軟弱結(jié)構(gòu) 面多平行邊坡幅向坡外或坡內(nèi)。呈煩向最反向迎坡．泰文蹤舍了自然與工程邊墟 變形與失穩(wěn)現(xiàn)象，將其歸納為單面或蛆合面蠕滑，滑移，坍塌；反向坡層問軟弱屢 帶壓縮累積，巖塊變位導(dǎo)致變；巖撬(體)及水劈楔軟弱結(jié)構(gòu)面觸發(fā)邊坡變彤： 組成邊坡塊體重·偏向坡外致使違城變彤，與邊城平行的陡傾角結(jié)構(gòu)面卸荷、拉 裂，慣例等變形機制。針對邊坡巖體站柏特征廈易于變形井漸由內(nèi)崖展的多拳 諾式變形規(guī)律，提出了”上削下固、前描后護、邊挖邊護，排水同步的處理碌則。 關(guān)鍵詞蠕動變開j時問效應(yīng)蠕滑劈楔多朱諾式變形 l概況 五強溪水電站位于順向河備，河流流向 63‘一55。 。

針對藏區(qū)某水電工程邊坡存在大范圍多區(qū)域碎裂巖體的特點,為求得巖體強度參數(shù),對其逐一進行反分析。在分析其中某一區(qū)域的碎裂巖體時,先假設(shè)其他碎裂巖體強度較高,進行滑帶搜索計算,直到滑帶發(fā)生轉(zhuǎn)移且安全系數(shù)滿足實際要求,最后得出滿足一定條件下的凝聚力與內(nèi)摩擦角的線性關(guān)系。利用此線性關(guān)系,并結(jié)合工程實際,最終確定了較為合理的參數(shù)組合以供工程設(shè)計使用。

西南某水電站巖質(zhì)邊坡地質(zhì)條件、坡體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,邊坡臨空面陡峭,為邊坡變形破壞提供了有利空間。經(jīng)過對邊坡工程地質(zhì)條件以及邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征調(diào)查分析,認(rèn)為邊坡變形破壞主要由傾坡外的結(jié)構(gòu)面導(dǎo)致,結(jié)構(gòu)面的聯(lián)通貫穿使得坡體失穩(wěn),邊坡整體表現(xiàn)為受傾坡外結(jié)構(gòu)面的傾倒變形失穩(wěn)破壞模式。采用三維離散元(3dec)數(shù)值模擬軟件,模擬邊坡變形破壞特征。

邊坡的控制性軟弱結(jié)構(gòu)面是決定巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞模式及穩(wěn)定性的重要因素。為研究其對邊坡的影響,以西藏某擬建水電站中壩址溢洪洞出口邊坡為研究對象,運用野外現(xiàn)場調(diào)查、工程地質(zhì)分析等方法對邊坡巖體控制性結(jié)構(gòu)面進行了詳細分析,并選取典型剖面分析潛在不利滑移面,并運用剛體極限平衡法計算其穩(wěn)定性。結(jié)果表明：邊坡發(fā)育陡傾坡外優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面及一組中—緩傾坡外不利結(jié)構(gòu)面,邊坡破壞模式以滑移-拉裂型為主,以控制性不利結(jié)構(gòu)面為邊界。邊坡可能產(chǎn)生四組潛在滑移面,邊坡碎裂松動巖體sl12及sl14區(qū)域產(chǎn)生淺表層彎折、脆性傾倒破壞模式。穩(wěn)定計算結(jié)果表明天然工況下邊坡基本穩(wěn)定,暴雨及地震工況下邊坡控制性軟弱結(jié)構(gòu)面參數(shù)會大大降低,穩(wěn)定性系數(shù)大幅減小,邊坡可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。研究成果可以為水電站工程建設(shè)及設(shè)計提供一定依據(jù)。

以我國西南某在建的水電站工程邊坡為例,借助多點位移計對工程邊坡的變形情況進行了監(jiān)測,分析了邊坡的位移量級,探討了大變形區(qū)域的變形規(guī)律,評價了錨桿和錨索對控制邊坡穩(wěn)定性所起的作用,進而總結(jié)了工程地質(zhì)條件對邊坡大變形的影響,結(jié)果可為其他工程邊坡的監(jiān)測提供參考。

土體強度參數(shù)與邊坡變形破壞研究——土體的穩(wěn)定性在很大程度上取決if-~的強度參數(shù)粘聚力c、內(nèi)摩擦角值指標(biāo)。應(yīng)用數(shù)值計算分析了土體的c、值對邊坡變形破壞及穩(wěn)定性的影響；結(jié)合工程實踐分析了降雨和開挖擾動對邊坡土體c、值及邊坡變形破壞的影響?！　?/p>

為了研究瀑布溝水電站高陡邊坡拉裂變形體的穩(wěn)定性,經(jīng)過系統(tǒng)分析其工程地質(zhì)條件,提出了該拉裂變形體的變形破壞模式,主要為槽狀的滑塌變形、傾倒拉裂變形、滑移拉裂變形、滑移壓致拉裂變形。并通過有限元plaxis數(shù)值模擬軟件以及室內(nèi)試驗對拉裂變形體穩(wěn)定性進行模擬分析。結(jié)果表明:目前該拉裂變形體存在的變形破壞為松動帶的滑塌以及傾倒拉裂區(qū)的滑移拉裂破壞,為后續(xù)實際工程處理方案的確定提供了可靠的依據(jù),并對類似工程有一定的借鑒作用。

以貴州省畢節(jié)境內(nèi)某大型開挖邊坡為例,采用高密度電法、巖體結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計和地質(zhì)調(diào)查方法獲得了開挖邊坡結(jié)構(gòu)特征.通過現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測和有限元模擬分析,揭示了該開挖邊坡變形破壞特征,從而得出滑移-拉裂的變形破壞模式,提出了錨索支護方案并通過數(shù)值模擬進行支護效果分析.

紅層邊坡穩(wěn)定性是我國工程建設(shè)經(jīng)常面臨的地質(zhì)問題。本文以豐都縣城區(qū)建設(shè)開挖形成的緩傾紅層邊坡為研究對象,在調(diào)查測繪基礎(chǔ)上研究了斜坡結(jié)構(gòu)類型和變形破壞模式,采用sarma法、赤平投影法-楔體分析法分別對順向坡和斜向坡在不同坡度下的穩(wěn)定性進行了評價,采用強度理論-極限平衡法對反向坡危巖體在不同裂隙貫通率-巖腔深度組合下的穩(wěn)定性進行了評價。評價結(jié)果表明豐都縣城區(qū)緩傾紅層順向坡、斜向坡在天然工況下的穩(wěn)定坡角分別為60°、45°；反向坡的危巖體演化過程中,后緣拉裂隙貫通率γ與巖腔深度d之間存在經(jīng)驗關(guān)系d=-19.12γ+20.82。當(dāng)裂隙貫通率為60%、70%、80%,巖腔深度分別為9.3m、7.4m、5.5m時,危巖體處于極限穩(wěn)定狀態(tài)。

邊坡變形破壞離心機模型試驗研究——邊坡變形破壞離心機模型試驗研究

順層邊坡穩(wěn)定性研究已有大量成果,現(xiàn)今的分析方法、分析模型也都是針對此類邊坡的,而反向邊坡其典型的結(jié)構(gòu)特征為巖層層面與邊坡面走向一致但傾向相反,如果同時存在一組或多組順坡向的節(jié)理將巖層切割成離散的塊體,則容易發(fā)生與以往不同的傾倒破壞。對于這種反傾層狀巖質(zhì)邊坡的破壞模式與機理,系統(tǒng)的研究成果尚未見報道。因此,本文應(yīng)用從奧地利引進的大型巖土工程數(shù)值仿真分析系統(tǒng)final為平臺,建立幾種代表性典型巖質(zhì)邊坡模型,通過特殊離散化有限元模型與數(shù)值試驗,考慮不同巖層傾角、不同層面裂隙間距及不同軟弱夾層與坡角影響,研究這類邊坡的傾倒破壞模式與破壞機理,以便直接為工程設(shè)計提供依據(jù)。

西南某水電站塊石料場棄渣堆積體邊坡于2004年形成,堆積規(guī)模約21×10~4m~3。該邊坡前緣未設(shè)支擋結(jié)構(gòu)措施,后期受2008年\"5.12\"汶川特大地震、2013年\"4.20\"蘆山強烈地震影響,以及在降雨作用下,后部推移變形,并嚴(yán)重威脅坡腳居民安全。本文采用現(xiàn)場勘察、原位雙環(huán)滲透試驗等手段,分析了棄渣堆積體邊坡的變形破壞機制。結(jié)果表明:棄渣體的飽和滲透系數(shù)(k)遠大于下伏老堆積土體,棄渣體表層k值高達1.41×10~(-1)cm/s,1m深時為2.00×10~(-2)cm/s；老堆積土體表部k值為1.88×10~(-3)cm/s,1m深時為5×10~(-4)cm/s。兩者滲透系數(shù)的巨大差異,使得棄渣體與下伏老堆積體之間形成富水帶,產(chǎn)生較大的孔隙水壓力,進而對棄渣堆積體邊坡形成浮托力,導(dǎo)致其推移變形。穩(wěn)定性計算結(jié)果顯示堆積體穩(wěn)定性系數(shù)隨降雨時長的增加而減小,但減小速率逐漸趨于平緩。

弄另水電站廠房后邊坡由于所處的不良地質(zhì)環(huán)境和開挖、降雨等因素的影響,需要通過安全監(jiān)測網(wǎng)對邊坡的安全動態(tài)進行準(zhǔn)確的分析和評價。利用監(jiān)測點in1、in2的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)對邊坡情況進行了分析,建立了邊坡位移時間預(yù)報的非平穩(wěn)時間序列分析模型,基于該模型預(yù)測邊坡巖體變形趨勢。預(yù)測結(jié)果表明,arma模型實時建模的分析方法能較好地反映邊坡位移變形的動態(tài)變化規(guī)律,準(zhǔn)確預(yù)報出邊坡位移的發(fā)展趨勢,該邊坡在采取加固措施后變形已基本穩(wěn)定。

滑坡的破壞模式和破壞機理是滑坡防治的重要依據(jù),并對所采取的防治措施具有重要的指導(dǎo)意義。本文利用flac3d模擬了云南某水電站廠房邊坡在施工開挖作用下的破壞模式和破壞的機理,通過模擬滑坡的位移變化特征以及分布規(guī)律,指出該水電站廠房邊坡在施工開挖卸荷作用下并不是一個單純的滑坡現(xiàn)象,也不是一個單純的崩塌現(xiàn)象,而是一個以滑為主,局部產(chǎn)生崩塌的松散崩滑體。

邊坡變形與邊坡水文地質(zhì)條件關(guān)系密切,對于滑坡尤其是大型滑坡,試圖通過樁、錨索、支擋結(jié)構(gòu)等純力學(xué)的方法去阻止其變形、運動和破壞往往是困難的,甚至是不可能的,通過對水等的防治措施,改變滑坡內(nèi)在的物理力學(xué)性質(zhì),順其自然,以柔克剛,實踐證明,常常能收到事半功倍的效果.

黃登水電站右岸纜機平臺施工中出現(xiàn)邊坡變形,直接影響工程安全和施工人員安全。為確保邊坡變形區(qū)域的安全穩(wěn)定,決定采取預(yù)應(yīng)力錨索配合錨拉板加固措施。本文重點介紹了邊坡的加固措施及其施工方法。

黃登水電站右岸纜機平臺施工中出現(xiàn)邊坡變形，直接影響工程安全和施工人員安全。為確保邊坡變形區(qū)域的安全穩(wěn)定，決定采取預(yù)應(yīng)力錨索配合錨拉板加固措施。本文重點介紹了邊坡的加固措施及其施工方法。

長河壩水電站左壩肩邊坡高陡、卸荷作用強烈、長大裂隙較發(fā)育,造成了邊坡巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和邊坡變形破壞方式的多樣性。因此,分析邊坡的變形破壞機制對邊坡穩(wěn)定性復(fù)核非常重要。本文結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查、巖體結(jié)構(gòu)特征和監(jiān)測資料,對邊坡進行結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計和巖體分區(qū),分析裂縫成因和邊坡的變形破壞模式。下部邊坡爆破開挖使fz-15斷層及其下盤壓縮變形,上盤巖體下沉;邊坡沿j6組結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生剪切滑移變形,上部巖體沿j3組結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生拉裂,沿j2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生傾倒變形,產(chǎn)生了各種方向的裂縫。邊坡變形破壞模式主要為滑移—拉裂破壞和傾倒—拉裂破壞。采用針對性支護措施后,裂縫變形得到控制,邊坡基本穩(wěn)定。