三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的溪洛渡高拱壩壩肩穩(wěn)定性研究

為了論證和評(píng)價(jià)瀾滄江小灣水電站拱壩壩肩巖體的穩(wěn)定性,特別是軟弱面(帶)對(duì)壩肩穩(wěn)定性的影響,采用相似材料三維嵌合塊體地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),對(duì)壩肩巖體在開挖、工程荷載和超載條件下的變形破壞特征以及破壞機(jī)制進(jìn)行研究,并評(píng)價(jià)壩肩巖體的穩(wěn)定安全度和超載能力。

小灣水電站是瀾滄江中下游河段梯級(jí)開發(fā)的“龍頭”水庫(kù),大壩為292m高的雙曲拱壩,壩址具備修建高拱壩的優(yōu)越地形條件,但地質(zhì)條件較為復(fù)雜。針對(duì)小灣拱壩1210m高程壩肩的地形地質(zhì)條件,對(duì)壩肩未進(jìn)行加固處理方案,采用地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法,抓住影響壩肩穩(wěn)定的主要因素,利用超載法進(jìn)行破壞試驗(yàn)研究,分析壩體及壩肩變形分布特征,探討壩肩失穩(wěn)的破壞過(guò)程、破壞形態(tài)和破壞機(jī)理,確定壩肩超載穩(wěn)定安全度。

結(jié)合小灣高拱壩壩肩壩基的地形、地質(zhì)特征、軟弱結(jié)構(gòu)面分布狀況、淺層松弛卸荷現(xiàn)象以及加固處理方案,建立三維地質(zhì)力學(xué)模型,研制主要斷層的變溫相似材料,運(yùn)用超載與降強(qiáng)相結(jié)合的綜合法對(duì)整體模型進(jìn)行破壞試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)獲得小灣拱壩壩肩壩基的變形特征、失穩(wěn)的破壞過(guò)程、破壞形態(tài)及破壞機(jī)制,得到強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)為1.2,超載系數(shù)為3.3～3.5,確定拱壩壩肩壩基整體穩(wěn)定綜合法試驗(yàn)安全系數(shù)為3.96～4.20。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析得出,兩壩肩中上部高程部位由于對(duì)斷層和蝕變帶采用了混凝土洞塞置換,其變位相對(duì)較小,破壞形態(tài)和破壞范圍相對(duì)較輕,說(shuō)明混凝土加固洞塞置換起到較好的加固效果。根據(jù)試驗(yàn)顯示的破壞形態(tài)和破壞區(qū)域,建議對(duì)右壩肩下游1245m高程以上的斷層f11和f10做一定范圍的處理,對(duì)左壩肩推力墩以上部分巖體進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚怼?/p>

針對(duì)大崗山雙曲拱壩的工程地質(zhì)問(wèn)題,采用三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)技術(shù),研究壩體和壩肩從加荷到破壞的整個(gè)過(guò)程和機(jī)制。試驗(yàn)過(guò)程模擬大壩基礎(chǔ)的不連續(xù)巖體條件、巖體力學(xué)特性和整體雙曲拱壩。試驗(yàn)考慮拱壩上游超載情況,同時(shí)還模擬兩壩肩巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度弱化的影響,為此研制適合該工程的變溫相似材料及試驗(yàn)?zāi)M新技術(shù),并在一個(gè)模型上進(jìn)行強(qiáng)度儲(chǔ)備與超載相結(jié)合的綜合法試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果給出拱壩在正常蓄水位和降強(qiáng)之后超載作用下的位移場(chǎng),獲得壩體和壩肩的變形及分布特征、內(nèi)部斷層典型測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位移,揭示拱壩壩體和壩基失穩(wěn)前后裂縫發(fā)展的全過(guò)程及其破壞機(jī)制。得到強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)為1.25,超載系數(shù)為4.0～4.5,確定拱壩壩肩壩基整體穩(wěn)定安全度為5.0～5.6。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析,可以評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性,并針對(duì)壩肩的薄弱環(huán)節(jié)提出加固處理措施建議。

介紹了牛頭山雙曲拱壩三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),包括模型設(shè)計(jì)、模型制作、加荷和量測(cè)等。試驗(yàn)給出了拱壩在正常蓄水位荷載作用下的位移場(chǎng),測(cè)出了壩體、壩肩、斷層出露處以及壩基內(nèi)部斷層各部位的位移,揭示了拱壩壩體和基礎(chǔ)失穩(wěn)前位移和裂縫發(fā)展的全過(guò)程及其破壞機(jī)理。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析,可以評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性,并得到拱壩的整體安全度。

溪洛渡拱壩壩肩的穩(wěn)定分析——采用剛體極限平衡法對(duì)溪洛渡拱壩壩肩穩(wěn)定進(jìn)行了全面計(jì)算，對(duì)壩肩穩(wěn)定進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。　　

結(jié)合四川寶興河銅頭水電站混凝土拱壩,對(duì)壩肩穩(wěn)定進(jìn)行了三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中采用變溫相似材料模擬壩肩壩基巖體中的軟弱結(jié)構(gòu)面,運(yùn)用超載與強(qiáng)降相結(jié)合的方法進(jìn)行破壞試驗(yàn)。主要探討了該拱壩壩肩失穩(wěn)的破壞過(guò)程、破壞形態(tài)和破壞機(jī)理,獲得了壩肩整體穩(wěn)定安全度。試驗(yàn)表明:采用超載與強(qiáng)降相結(jié)合的破壞試驗(yàn)方法得到的安全度為3.12～3.51。同時(shí)表明在正常運(yùn)行情況下,壩肩是穩(wěn)定的,在強(qiáng)降階段,壩肩出現(xiàn)開裂,尤以左壩肩為甚,因此對(duì)兩壩肩特別是左壩肩上部進(jìn)行加固處理是十分必要的。

在保證大壩穩(wěn)定設(shè)計(jì)時(shí),除了數(shù)值模擬方法外,對(duì)高壩還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)。本文敘述了地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的工程意義,列舉了多個(gè)地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)實(shí)例,并對(duì)試驗(yàn)方法及安全系數(shù)做了分析。

隨著經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)盛,水利事業(yè)的發(fā)展,我國(guó)大壩、高拱壩數(shù)量大增,大壩老齡化現(xiàn)象也在增加,大壩的安全穩(wěn)定運(yùn)行是一不容忽視的問(wèn)題。因此,研究大壩的穩(wěn)定及內(nèi)在規(guī)律就具有很強(qiáng)的工程意義和現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)由于工程問(wèn)題的復(fù)雜性使高拱壩整體穩(wěn)定兼具了挑戰(zhàn)性和前沿性。本文從30年的模型試驗(yàn)出發(fā),對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了有意義的研究。

提高拱壩壩肩穩(wěn)定性措施與分析——拱壩是一種既經(jīng)濟(jì)又安全的壩型。在拱壩設(shè)計(jì)中，壩肩的抗滑穩(wěn)定問(wèn)題極其重要。地形地質(zhì)、穩(wěn)定分析及施工等是影響壩肩穩(wěn)定的主要因素?！　?/p>

江口雙曲拱壩整體穩(wěn)定地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究——為了對(duì)江口拱壩基礎(chǔ)處理方案進(jìn)行驗(yàn)證，弄清大壩在正常荷栽作用下的位移場(chǎng)，了解拱壩和拱座的整體穩(wěn)定，采用地質(zhì)力學(xué)模型進(jìn)行了試驗(yàn)研究，全面模擬了江口大壩基礎(chǔ)的不連續(xù)巖體條件、巖石力學(xué)性質(zhì)和基礎(chǔ)處理方案，揭...

針對(duì)江口壩區(qū)內(nèi)的多條軟弱夾層以及斷層、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造不利條件對(duì)壩體穩(wěn)定的影響,設(shè)計(jì)采取了基礎(chǔ)處理措施.通過(guò)地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),研究江口大壩在進(jìn)行基礎(chǔ)處理后,壩體在設(shè)計(jì)荷載及超載作用下的穩(wěn)定情況,為設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù).

針對(duì)萬(wàn)家口子雙曲拱壩的地質(zhì)問(wèn)題,采用三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)技術(shù),全面模擬了大壩基礎(chǔ)的不連續(xù)巖體條件、巖石力學(xué)性質(zhì)、基礎(chǔ)處理和整體雙曲拱壩,研究了基礎(chǔ)對(duì)大壩結(jié)構(gòu)變形和穩(wěn)定的影響,揭示拱壩壩體和壩肩從加荷開始到破壞的整個(gè)進(jìn)程和機(jī)理,從而得出了拱壩的破壞機(jī)理及超載安全能力。

針對(duì)某高拱壩壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,兩岸壩肩巖體內(nèi)存在斷層、煌斑巖脈、層間擠壓帶、深部裂隙等各類軟弱結(jié)構(gòu)面等工程地質(zhì)問(wèn)題,本文利用三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)技術(shù),采用強(qiáng)度儲(chǔ)備與超載相結(jié)合的綜合法試驗(yàn)方法,研究了壩體和壩肩從加荷到破壞的整個(gè)過(guò)程,試驗(yàn)中充分考慮了影響壩肩壩基穩(wěn)定的各種因素,既考慮拱壩上游超載情況,同時(shí)還重點(diǎn)模擬兩壩肩巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度弱化的影響。通過(guò)試驗(yàn)獲得了壩肩壩基的變形及分布特征、失穩(wěn)的破壞形態(tài)和破壞機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明:拱壩整體穩(wěn)定安全度約為4.7～4.9,拱壩的基礎(chǔ)處理效果較好,并針對(duì)壩肩的薄弱環(huán)節(jié)提出了加固處理措施建議。

采用三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)技術(shù),研究某雙曲拱壩壩基內(nèi)的軟弱夾層和裂隙對(duì)壩體整體穩(wěn)定性的影響,以及在超載情況下的壩體的破壞形式和破壞發(fā)展過(guò)程,從而對(duì)大壩的安全性作出了科學(xué)評(píng)價(jià)。

錦屏高邊坡穩(wěn)定三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究——在水利工程中，怎樣評(píng)價(jià)壩肩開挖后的高邊坡穩(wěn)定性一直是人們關(guān)注的問(wèn)題。針對(duì)錦屏一級(jí)水電站拱壩左岸高邊坡，提出一種整體轉(zhuǎn)動(dòng)邊坡模型，模擬邊坡發(fā)生開裂破壞的三維試驗(yàn)方法。轉(zhuǎn)動(dòng)該模型的邊坡角度就可以不斷改變自...

溪洛渡水電站拱壩壩肩穩(wěn)定研究——介紹了采用剛體極限平衡法分析溪洛渡電站拱壩壩肩穩(wěn)定的主要方法及穩(wěn)定分析成果．根據(jù)該穩(wěn)定分析結(jié)果，充分說(shuō)明溪洛渡電站拱壩壩肩穩(wěn)定安全是有保證的?！　?/p>

分岔式隧道是一種新型隧道結(jié)構(gòu)型式,目前尚無(wú)相應(yīng)的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可循,為了解這種新型隧道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形狀況,采用三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法對(duì)目前在建的滬蓉西高速公路大型分岔隧道進(jìn)行研究。試驗(yàn)成果有效地揭示分岔隧道洞周的應(yīng)力、位移變化規(guī)律和分岔隧道圍巖的破壞機(jī)制,獲得分岔隧道的設(shè)計(jì)和極限承載安全度,為分岔隧道的優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供了有工程指導(dǎo)意義的建議和結(jié)論。

復(fù)雜巖基上拱壩樞紐的整體 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究 拱壩試驗(yàn)研究課題組’ (廣西大學(xué)水利水電研究所) 擒要本文介紹了某大型水電站樞紐重力拱埂整體抗滑穩(wěn)定的地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究概況。 對(duì)復(fù)雜巖基上的水電站樞紐地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法和試驗(yàn)技術(shù)中的若干同題進(jìn)行探討，包括相似 性要求、模型比尺選擇的原ji6、模擬內(nèi)窖、商窖重低變模模型材料及沿巖石層面晰夾層上的f值， 沿混疆土與基巖的膠結(jié)面f、c值試驗(yàn)研究，模型加載系統(tǒng)廈量測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。最后根據(jù)試 驗(yàn)結(jié)果，分析了拱壩總體位移變化規(guī)律和大壩受基礎(chǔ)在超載條件下穩(wěn)定安全度和破壞機(jī)理，并指 出影響工程安全的薄弱部位。 關(guān)鍵詞地質(zhì)力學(xué)變形位移基礎(chǔ)穩(wěn)定 1概述 由于埂工建設(shè)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái) 越多的水工建筑物需要在具有復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造 的巖基上修建，拱壩建設(shè)亦不例外。在

為了獲得模型體內(nèi)關(guān)鍵部位的應(yīng)力、應(yīng)變的變化與分布規(guī)律，特別是外荷載作用下的安全區(qū)域，我們利用自行設(shè)計(jì)的小型傳感器，首次將聲波測(cè)試技術(shù)應(yīng)用到較大型的模擬實(shí)驗(yàn)室中。獲得了試驗(yàn)全過(guò)程的測(cè)試結(jié)果。其結(jié)果與其它測(cè)試方法，互為補(bǔ)充和驗(yàn)證，得到了一致的預(yù)期效果。

拱壩壩肩巖體在斷層、裂隙、層間剪切帶等地質(zhì)缺陷的作用下形成了不同規(guī)模的滑動(dòng)塊體,從而削弱了壩肩巖體的完整性,降低了壩肩巖體的承載能力,影響壩肩的穩(wěn)定安全。為了分析壩肩滑動(dòng)塊體穩(wěn)定性,以立洲拱壩工程為例,采用地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),分析兩壩肩的地質(zhì)構(gòu)造及主要軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀發(fā)現(xiàn),兩壩肩存在四種潛在的滑動(dòng)塊體。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)地質(zhì)力學(xué)模型超載法對(duì)壩肩巖體進(jìn)行破壞試驗(yàn),得到了滑動(dòng)塊體的失穩(wěn)破壞機(jī)理、破壞形態(tài)及影響滑動(dòng)塊體穩(wěn)定的控制因素,為解決類似工程問(wèn)題提供了參考。

本壩壩肩地基中有傾向上游軟弱不連續(xù)面,通過(guò)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)模型試驗(yàn),分別從正、反兩方面說(shuō)明模型拱壩發(fā)生了上滑(抬)破壞現(xiàn)象。從1號(hào)到4號(hào)模型,由于不斷地增加了垂直向的阻控上抬措施,致模型中大壩超載破壞安全度由低于1.5p0～1.7p0,增加到了可以接受的3.5p0～5.4p0或3.5p0～4.5p0。上抬主因是f上盤巖石基礎(chǔ)沿該面發(fā)生逆向滑移。不同于沿壩基接觸面,它是另一種沿地基內(nèi)軟弱不連續(xù)面發(fā)生的上滑。