水電站廠房上游邊坡分期開挖穩(wěn)定性極限平衡分析

電站廠房上游側(cè)后坡受施工排水、邊坡開挖等綜合因素的影響,形成了規(guī)模巨大的變形體,其穩(wěn)定性直接威脅了廠址的安全,為此對(duì)變形體進(jìn)行了地質(zhì)鉆探、物探、地面三維變形監(jiān)測(cè)和穩(wěn)定性計(jì)算等研究.結(jié)果表明:變形體為整體推移式、局部牽引式的蠕變滑移;從成因和機(jī)理分析,施工排水和降雨是誘發(fā)形成的最主要因素;其天然穩(wěn)定性隨著降雨量的變化而呈周期性變化,雨季的穩(wěn)定性差,旱季有所提高,但在飽水或地震條件下,存在失穩(wěn)的可能.

崗曲河水電站廠房后邊坡位于滇西南高山峽谷地區(qū),地形地質(zhì)條件復(fù)雜,坡體開挖完成后坡腳出現(xiàn)裂縫,為確保工程安全,采用通用有限差分程序flac3d,對(duì)崗曲河水電站廠房后邊坡的開挖和支護(hù)進(jìn)行了仿真模擬,通過分析開挖過程中邊坡的變形,應(yīng)力狀態(tài),塑性區(qū)分布和錨桿錨索受力情況,得出邊坡在現(xiàn)有支護(hù)措施下穩(wěn)定性較差,新增加固支護(hù)措施后,邊坡的穩(wěn)定性得到改善。

利用flac3d模擬了洞巴水電站廠房邊坡在施工開挖作用下的變形穩(wěn)定狀況,并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。洞巴水電站廠房邊坡在施工開挖后雖然產(chǎn)生30多厘米的位移,但巖土體經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)力調(diào)整后,變形又重新停止下來,并不會(huì)產(chǎn)生整體的滑動(dòng),但在暴雨時(shí),變形又將重新啟動(dòng),并可能會(huì)產(chǎn)生整體滑動(dòng)。為保證洞巴水電站廠房的順利安全施工提供了可靠的依據(jù),也為評(píng)價(jià)正處在變形狀態(tài)下的邊坡穩(wěn)定狀況提供了新的可靠的方法。

在掌握邊坡變形破壞的地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，通過以結(jié)構(gòu)面與邊坡面的具體組合關(guān)系為依據(jù)的定性判斷、力學(xué)計(jì)算等方法，對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性進(jìn)行了綜合分析評(píng)價(jià)。

本文根據(jù)白蓮崖水庫前期勘察及施工階段地質(zhì)成果,對(duì)廠房后邊坡的整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià),并對(duì)后邊坡提出了相應(yīng)的加固處理措施建議。

洪石巖水電站是牛欄江水電規(guī)劃的第六級(jí)電站,其廠房邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜。廠房開挖邊坡的下部有一條小斷層通過,斷層面以上邊坡巖體破碎。通過調(diào)壓井及引水道的開挖,可以確定邊坡潛在滑面的形式。穩(wěn)定分析采用邊坡工程中常用的bishop法和不平衡推力法?；媪W(xué)參數(shù)通過反演算法確定,即根據(jù)邊坡所處的發(fā)育階段及相應(yīng)的穩(wěn)定程度,用開挖后的邊坡進(jìn)行反算。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查所得滑面粘聚力、巖石容重及規(guī)范規(guī)定的邊坡安全系數(shù),可以反算斷層結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角。通過計(jì)算,其結(jié)果低于規(guī)范規(guī)定值,因此,采用該結(jié)果進(jìn)行邊坡加固設(shè)計(jì)是偏安全的。

曼維萊水電站廠房壓力管道由上鎮(zhèn)墩段、斜管段、下鎮(zhèn)墩段組成,采用明鋪回填方案.基坑開挖后,在上下鎮(zhèn)墩之間形成高達(dá)52.5m的高邊坡.邊坡巖體以片麻巖為主,巖質(zhì)堅(jiān)硬,工程性質(zhì)良好;邊坡未發(fā)現(xiàn)有斷層發(fā)育,巖體裂隙中等發(fā)育一不發(fā)育,以ⅳ、v結(jié)構(gòu)面為主,邊坡巖體穩(wěn)定性主要取決于結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征及其與開挖坡面的組合關(guān)系.

隨著大渡河流域水力資源的開發(fā),其一級(jí)支流灣東河上的三級(jí)水電工程也相繼開建,水電站的建設(shè)必將影響河道兩側(cè)的谷坡穩(wěn)定性。灣東河某水電站廠址區(qū)的建設(shè)就處于其河畔一ⅱ級(jí)階地上。廠址后邊坡在多種內(nèi)外營(yíng)力的作用下,特別是廠區(qū)的建設(shè)對(duì)邊坡前緣的開挖,會(huì)對(duì)廠區(qū)后邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。通過對(duì)廠區(qū)后邊坡的工程地質(zhì)條件的研究,同時(shí)采用規(guī)范中推薦的不平衡傳力系數(shù)法,對(duì)其穩(wěn)定性從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。得出本邊坡在暴雨與地震的情況下穩(wěn)定性欠佳,并就此提出治理建議,給工程實(shí)踐帶來積極的意義。

江坪河水電站廠房后邊坡邊坡陡、高度大,有一定的斷層與節(jié)理裂隙發(fā)育,并且對(duì)地面廠房的安全極其重要,為進(jìn)一步了解廠房后邊坡的安全性,采用國(guó)際適用的ansys軟件,運(yùn)用三維非線性有限元法,模擬了各巖層、斷層、風(fēng)化層的結(jié)構(gòu)和性能,計(jì)算其在自重初始應(yīng)力場(chǎng)作用的應(yīng)力位移狀態(tài),并通過點(diǎn)安全系數(shù)的分布、斷層切割塊體及其安全系數(shù)分析來綜合評(píng)價(jià)邊坡的整體穩(wěn)定性。同時(shí)考慮到模擬計(jì)算的局限性及安全性,提出了供設(shè)計(jì)參考的加固支護(hù)建議。

本文采用塊體極限平衡ｓａｒｍａ法和非線有限單元分析法對(duì)小山水電站廠房邊坡巖體穩(wěn)定性進(jìn)行了分析研究。綜合兩種方法的計(jì)算成果分析，廠房邊坡巖體在自然狀態(tài)下是基本穩(wěn)定的，整體安全系數(shù)均大于１．３０，但在邊坡巖體內(nèi)存在部分張應(yīng)力區(qū)和塑性區(qū)。若考慮ⅵ度地震，廠房邊坡巖體ｓａｒｍａ法和有限元計(jì)算的安全系數(shù)分別為１．１８和１．１６，處于極限平衡狀態(tài)。考慮到長(zhǎng)期穩(wěn)定邊坡安全系數(shù)大于１．３０的規(guī)范要求，需進(jìn)行一定的加固處理，保障廠房安全運(yùn)行。

根據(jù)已有的地質(zhì)資料和開挖剖面，運(yùn)用巖體結(jié)構(gòu)概率模型原理和方法，對(duì)某水電站廠房后邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究，模擬出巖體結(jié)構(gòu)模型，從而建立地質(zhì)模型。利用二維非線性有限元分析法，分析邊坡的位移和應(yīng)力變化情況；通過計(jì)算得出邊坡的破壞概率和安全系數(shù)，提出了邊坡處理加固方案。

考慮到有限元數(shù)值分析可較準(zhǔn)確地反映巖土體應(yīng)力分布的理論嚴(yán)密性,同時(shí)極限平衡法計(jì)算安全系數(shù)概念明確、工程實(shí)用,文中將邊坡穩(wěn)定性分析的有限元法和極限平衡法相結(jié)合,推導(dǎo)了以有限元分析為基礎(chǔ)的極限平衡法下的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算公式,采用安全系數(shù)為1.0的acads邊坡考題算例驗(yàn)證了有限元極限平衡法在計(jì)算邊坡安全系數(shù)中的合理性、可靠性,結(jié)果表明：該方法計(jì)算的安全系數(shù)為1.002與推薦值1.0最為接近,誤差僅為0.2%,且與其他極限平衡法、強(qiáng)度折減法所獲得滑動(dòng)面幾乎相同,計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可靠性、合理性;采用有限元法極限平衡法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析既反映了邊坡穩(wěn)定和變形間的關(guān)系,又可用工程上便于操作的安全系數(shù)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性的評(píng)價(jià),得到了理論、工程上更合理的安全系數(shù),具有一定的應(yīng)用前景。

本文結(jié)合工程建設(shè)需要,對(duì)某水電站料場(chǎng)巖質(zhì)邊坡開挖過程中的穩(wěn)定性問題進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,并對(duì)開挖過程中的應(yīng)力狀態(tài)、位移變形、塑性分布、點(diǎn)安全系數(shù)等進(jìn)行了跟蹤分析,得出邊坡天然開挖過程中整體穩(wěn)定,為該工程邊坡設(shè)計(jì)和施工提供了科學(xué)的依據(jù)。

滑坡剛體極限平衡穩(wěn)定性分析與推力計(jì)算——一、折線滑動(dòng)法（傳遞系數(shù)法）　　二、圓弧滑動(dòng)法　　三、平面滑動(dòng)法　　滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法，根據(jù)滑坡類型和可能的破壞形式，可按下列原則確定:　　1）土質(zhì)滑坡和較大規(guī)模的碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)滑坡宜采用圓弧滑動(dòng)法計(jì)...

以某電站廠房后邊坡加固處理為例,闡述了該電站的水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件、開挖邊坡穩(wěn)定分析,以及與該工程邊坡地形地質(zhì)條件相適應(yīng)的邊坡加固處理方法;該邊坡加固處理方法的合理性在后期廠房基坑施工開挖中得到驗(yàn)證。

本文對(duì)艷洲水電站老廠房后邊坡滑坡體的形成機(jī)制進(jìn)行了探討，對(duì)滑坡體穩(wěn)定性按平面滑動(dòng)法進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，并有針對(duì)性提出了設(shè)計(jì)處理措施。

柘林水電站擴(kuò)建工程廠房后坡古滑坡堆積體在開挖治理過程中,古滑坡體先后因坡體前緣下被切腳和連續(xù)降雨沿基巖頂面產(chǎn)生了2次滑動(dòng)變形,通過坡體變形監(jiān)測(cè)分析和變形機(jī)理研究,及時(shí)采取了回填壓腳、增設(shè)長(zhǎng)錨桿束、加強(qiáng)坡體排水和嚴(yán)格控制下部坡體的開挖爆破等綜合治理措施,及時(shí)有效地控制了坡體變形,確保了整個(gè)邊坡開挖工作的順利進(jìn)行。并基于開挖治理后的滑坡體蠕滑性大,對(duì)其長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。

針對(duì)營(yíng)盤山高陡邊坡工程地質(zhì)實(shí)際條件,根據(jù)控制邊坡穩(wěn)定性的不同邊界條件,采用極限平衡法,從平面、空間角度對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行定量計(jì)算,并綜合分析、評(píng)價(jià)了優(yōu)化后的邊坡境界方案。有利于減少礦山經(jīng)濟(jì)投入,提高礦山經(jīng)濟(jì)效益,充分利用礦產(chǎn)資源。同時(shí),為地質(zhì)情況相似的其他地區(qū)特別是攀枝花地區(qū)提供經(jīng)驗(yàn)和思路。

本文對(duì)新邱伊嗎圖河邊坡砂巖進(jìn)行取樣，通過室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)，研究飽水時(shí)間對(duì)邊坡巖體粘聚力和內(nèi)摩擦角的影響，分析抗剪強(qiáng)度參數(shù)值與飽水時(shí)間的回歸擬合關(guān)系。采用不平衡推力法分析新邱伊嗎圖河邊坡在水庫蓄水豢件下邊坡安全系數(shù)的變化規(guī)律，研究成果為水電站邊坡的治理以及支護(hù)措施的制定提供依據(jù)．

紅層巖體以其巖體結(jié)構(gòu)的軟硬相間及軟弱夾層發(fā)育而在邊坡穩(wěn)定方面表現(xiàn)為\"易滑地層\"。瓦屋山水電站廠房區(qū)邊坡為順向坡,砂巖類巖石與黏土巖類巖石呈緩傾、互層狀(傾角10°~20°)產(chǎn)出。構(gòu)造與表生改造作用下,在這兩類軟硬相間的巖石界面上常形成分布較為連續(xù)的軟弱夾層,這類巖體較易沿軟弱夾層產(chǎn)生順層滑動(dòng)。地質(zhì)歷史時(shí)期,瓦屋山廠房區(qū)就是在這樣的地質(zhì)背景下,形成了多個(gè)古滑坡體,如顏灣和廟子巖古滑坡,它們?cè)谧匀粻顟B(tài)下已基本穩(wěn)定。隨后因風(fēng)化剝蝕等作用,古滑坡體形態(tài)被改變或被來自后緣斜坡的坡殘積層所掩埋,使其在勘察期間難以被發(fā)現(xiàn)。廟子巖滑坡即是這樣一個(gè)被掩埋的古滑坡體坡,施工開挖過程中,由于切腳及降雨作用,使其重新滑動(dòng)復(fù)活。本文以反復(fù)剪試驗(yàn)得到的滑動(dòng)面抗剪參數(shù),采用邊坡穩(wěn)定極限分析能量法(energymethodupperbaondlimitanalysis),簡(jiǎn)稱emu法,對(duì)廟子巖古滑坡在各種工況下的穩(wěn)定作了計(jì)算,并據(jù)其結(jié)果采取了相應(yīng)的抗滑處理。本文可作為紅層巖體地區(qū)該類型滑坡勘察和工程處理設(shè)計(jì)的參考。

某水電站左岸壩肩邊坡穩(wěn)定性分析——確定了邊坡的關(guān)鍵剖面和影響各個(gè)工程邊坡穩(wěn)定的幾組可能發(fā)生淺層、深層的變形滑移的危險(xiǎn)不穩(wěn)定滑塊體，對(duì)邊坡在施工、地震、降雨等工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行有限元分析研究，計(jì)算結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)面連通率對(duì)邊坡穩(wěn)定影響不容忽視，從...

金安橋水電站左壩肩邊坡靜力穩(wěn)定性分析——金安橋水電站左壩肩卸荷結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面發(fā)育，左壩肩邊坡的穩(wěn)定問題對(duì)整個(gè)大壩的安全起重要作用。本文分剮采用彈性和彈塑性兩種本構(gòu)模型，對(duì)左岸壩肩邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，為埂肩邊坡的處治設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)?！　?/p>