巖桑樹水電站壩址區(qū)堆積體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

左壩前堆積體位于小巖頭水電站左岸三岔溝下游側(cè)，距壩址0．04～0．27km。本文選取堆積體兩條主要地質(zhì)剖面，針對(duì)地層巖性、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造，從工程地質(zhì)角度對(duì)堆積體穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算分析評(píng)價(jià)。

在研究了溪洛渡水電站左岸谷肩堆積體物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合施工過(guò)程中的變形監(jiān)測(cè)信息,對(duì)目前變形明顯的ⅳ區(qū)邊坡應(yīng)用失穩(wěn)模式進(jìn)行了分析.我們選取了兩條具代表性的剖面,采用極限平衡方法,在天然和地震兩種工況下對(duì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,然后以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià).結(jié)果顯示:自然坡體在兩種計(jì)算工況下皆處于穩(wěn)定狀態(tài),并具有較高的安全儲(chǔ)備,開(kāi)挖后坡體仍然具有一定的穩(wěn)定性,但從滿足工程邊坡安全度的要求出發(fā),對(duì)邊坡進(jìn)行及時(shí)支護(hù)是必要的.

在研究了溪洛渡水電站左岸谷肩堆積體物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合施工過(guò)程中的變形監(jiān)測(cè)信息,對(duì)目前變形明顯的iv區(qū)邊坡應(yīng)用失穩(wěn)模式進(jìn)行了分析。我們選取了兩條具代表性的剖面,采用極限平衡方法,在天然和地震兩種工況下對(duì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,然后以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示:自然坡體在兩種計(jì)算工況下皆處于穩(wěn)定狀態(tài),并具有較高的安全儲(chǔ)備,開(kāi)挖后坡體仍然具有一定的穩(wěn)定性,但從滿足工程邊坡安全度的要求出發(fā),對(duì)邊坡進(jìn)行及時(shí)支護(hù)是必要的。

孟底溝水電站位于雅礱江中游開(kāi)發(fā)梯級(jí)第五級(jí),壩前堆積體距大壩300m,規(guī)模1500萬(wàn)m~3,其穩(wěn)定性問(wèn)題是孟底溝水電站水工建筑物布置和施工場(chǎng)地選址面臨的主要問(wèn)題。本文根據(jù)勘探成果,在變形破壞機(jī)制分析的基礎(chǔ)上,采用極限平衡法對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。

綽斯甲水電站壩前右岸堆積體緊鄰大壩,與樞紐布置關(guān)系密切。在前期勘察設(shè)計(jì)時(shí),針對(duì)其特殊的工程地質(zhì)特性,采取相應(yīng)的勘探、試驗(yàn)手段,獲取基本地質(zhì)資料,評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性,并進(jìn)行反演分析計(jì)算和論證,為工程支護(hù)提出合理的地質(zhì)建議參數(shù),以確保電站建成后覆蓋層邊坡穩(wěn)定及大壩安全。

研究下紅巖堆積體的穩(wěn)定性對(duì)擬建水電站大壩和附屬水力設(shè)施的布置和安全有著重要的意義。本文在深入分析該堆積體基本特征的基礎(chǔ)上,以地形地貌、變形破壞跡象及物質(zhì)組成特征的差異性為依據(jù),對(duì)其進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū);在此基礎(chǔ)上,對(duì)該堆積體成因及今后變形機(jī)理進(jìn)行了論述,重點(diǎn)分析影響堆積體穩(wěn)定性的誘發(fā)因素;最后采用極限平衡法計(jì)算了堆積體整體(分區(qū))以及局部穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果為分析目前堆積體的穩(wěn)定狀況及預(yù)測(cè)其可能造成的工程危害性提供了評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。

烏弄龍水電站壩前堆積體成因主要為崩塌堆積,巖土物理力學(xué)試驗(yàn)成果及現(xiàn)場(chǎng)天然休止角測(cè)量成果對(duì)選取巖(土)體的力學(xué)參數(shù)具有較好的參考價(jià)值。采用剛體極限平衡法和有限元強(qiáng)度折減法對(duì)堆積體的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析,評(píng)價(jià)認(rèn)為在天然狀態(tài)下,壩前堆積體穩(wěn)定性好;水庫(kù)蓄水后,堆積體前部(約70m高差)處于庫(kù)水位以下,堆積體基本穩(wěn)定;在蓄水和地震工況下其穩(wěn)定性降低,存在失穩(wěn)的可能性,可能產(chǎn)生的破壞形式為前緣調(diào)整性坍岸再造。針對(duì)瀾滄江上游段類似的大型崩塌堆積體,分析總結(jié)了一套松散堆積體穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)方法,對(duì)類似工程地質(zhì)問(wèn)題(特別是瀾滄江上游江段水電工程)研究有一定的借鑒意義。

在大量勘探和試驗(yàn)工作成果的基礎(chǔ)上,查明了阿海水電站左岸壩前混合堆積體物質(zhì)組成及分布狀態(tài),運(yùn)用stab程序畢肖普法和emu程序?qū)旌隙逊e體穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算。兩種計(jì)算程序結(jié)果表明,左岸壩前混合堆積體在3種工況下的6種情況整體基本穩(wěn)定,有暴雨工況下的兩種情況處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),為保證水電站的安全運(yùn)行,必須采取處理措施。

小巖頭水電站位于牛欄江中下游河段小巖頭峽谷出口處，是牛欄江水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃的第4級(jí)電站。庫(kù)區(qū)兩岸山高坡陡，荒山禿嶺，水土流失嚴(yán)重。庫(kù)區(qū)仔在多處崩塌堆積、冰水堆積體。本文通過(guò)堆積體特征穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)，對(duì)下一步工程施工處理提供了重要依據(jù)。

在充分調(diào)研和綜合分析研究四川九龍溪谷水電站梅鋪堆積體地質(zhì)背景和巖體力學(xué)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,遵循地質(zhì)定性分析與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)思路,采用有限元法、極限平衡法(morgenstern-price法和不平衡推力傳遞系數(shù)法)等方法對(duì)斜坡穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià),并且得出了結(jié)論。

在中國(guó)西部水電工程建設(shè)中,由于地質(zhì)條件復(fù)雜,面臨許多工程地質(zhì)問(wèn)題,其中在壩址區(qū)和庫(kù)區(qū)的大型堆積體對(duì)電站建設(shè)影響很大。分布在峽谷斜坡的大型碎屑堆積體,由于方量巨大、粒徑多為30～200cm,極難進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。以瀾滄江中上游烏弄龍電站壩前大型堆積體為例,介紹該類碎屑堆積體的強(qiáng)度參數(shù)、粒度組成等工程特性的評(píng)價(jià)方法,并進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。研究結(jié)果表明:堆積體在天然條件下安全系數(shù)為1.11～1.15之間,處于穩(wěn)定狀態(tài)。地震條件下取φ=36°～37°,k=0.98～1.02,表明該堆積體處于基本穩(wěn)定狀態(tài),與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的變形動(dòng)態(tài)較吻合。這說(shuō)明采用的分析評(píng)價(jià)方法是正確的,取得較好的效果。這些研究方法對(duì)于大型堆積體的研究具有借鑒意義,對(duì)于類似工程問(wèn)題具有參考價(jià)值。

堆積體削坡開(kāi)挖后的穩(wěn)定性對(duì)水電站的施工及以后的正常運(yùn)行至關(guān)重要,通過(guò)采用大型通用有限元軟件ansys對(duì)該堆積體的典型剖面進(jìn)行了二維穩(wěn)定性分析,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,使模擬結(jié)果和監(jiān)測(cè)分析結(jié)果相互印證,提高了模擬結(jié)果的可信度。在此基礎(chǔ)上根據(jù)模擬結(jié)果的分析,得出該堆積體整體穩(wěn)定性較好,但可能會(huì)發(fā)生淺表層滑動(dòng)破壞的結(jié)論。

通過(guò)分析某水電站左岸谷肩堆積體監(jiān)測(cè)成果,在前期的支護(hù)措施下,經(jīng)過(guò)削坡開(kāi)挖、原賦存環(huán)境改變后堆積體削坡區(qū)的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià);同時(shí)對(duì)前期的支護(hù)措施做出評(píng)價(jià),并對(duì)以后的支護(hù)治理措施提出建議,指出工程建設(shè)中信息化設(shè)計(jì)與施工的重要性。

由第四系堆積作用形成的堆積體邊坡大多處于臨界平衡狀態(tài),水電站工程建設(shè)時(shí)邊坡開(kāi)挖、蓄水以及遇到暴雨等不利工況時(shí)會(huì)對(duì)邊坡產(chǎn)生擾動(dòng),而堆積體的失穩(wěn)將對(duì)大壩的安全產(chǎn)生影響。針對(duì)在建的某水電站堆積體邊坡,通過(guò)地質(zhì)勘查分析了庫(kù)區(qū)地貌和堆積體工程地質(zhì)特性及成因。應(yīng)用極限分析能量法計(jì)算了堆積體邊坡在各種工況下的穩(wěn)定系數(shù),并搜索確定了最不利滑動(dòng)帶的位置。在此基礎(chǔ)上,采用快速拉格朗日元法模擬了堆積體的變形特征。3種方法分析結(jié)果較為吻合,表明堆積體整體穩(wěn)定性較好,但ⅲ剖面區(qū)域在水庫(kù)蓄水后可能發(fā)生局部滑動(dòng)破壞,應(yīng)在該區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施,以保證大壩的安全運(yùn)營(yíng)。

皂市水電站堆積體邊坡臨近廠房機(jī)組段,其穩(wěn)定性直接影響到施工安全并對(duì)廠房建筑物構(gòu)成威脅。鑒于堆積體及其與基巖接觸面部分巖石力學(xué)參數(shù)的不確定性,首先采用強(qiáng)度折減法研究不同參數(shù)取值情況下邊坡的安全系數(shù)及可能的失穩(wěn)模式,選取合理的堆積體參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)在不同工況下的邊坡穩(wěn)定性、可能的失穩(wěn)模式以及不同加固處理方案的效果等進(jìn)行了分析和研究。

受擬建馬邊河舟壩水庫(kù)蓄水影響,庫(kù)區(qū)部分老場(chǎng)鎮(zhèn)將被淹沒(méi),前期資料表明,目前規(guī)劃的某新場(chǎng)址位于一古滑坡體上,因此該滑坡的穩(wěn)定性對(duì)擬建場(chǎng)址移民居住的適宜性有決定性的作用。通過(guò)闡述該滑坡的地質(zhì)條件及成因機(jī)制、變形破壞特征,對(duì)滑坡進(jìn)行了定性分析和定量綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,該古滑坡體在現(xiàn)狀及蓄水后均處于整體穩(wěn)定狀態(tài),但局部受場(chǎng)址的開(kāi)發(fā)性影響可能存在局部失穩(wěn),建議采取一定防護(hù)措施,以滿足移民新場(chǎng)址要求。

布西水電站位于四川西部高原,壩址區(qū)兩岸谷坡陡峻,河谷深切,形成超高邊坡。巖體中構(gòu)造裂隙較發(fā)育,各結(jié)構(gòu)面組合后,可能形成不穩(wěn)定楔體,影響邊坡的穩(wěn)定性;根據(jù)邊坡的分區(qū)特征,評(píng)價(jià)方法及結(jié)果,可為設(shè)計(jì)邊坡支護(hù)處理提供依據(jù)。

以梨園水電站壩前左岸分布的大規(guī)模下咱日堆積體為例,通過(guò)分析堆積體物質(zhì)組成及堆積體與基巖接觸面的物理力學(xué)特性,確定堆積體的邊界條件,并初步判定其可能的變形及破壞模式。以此為基礎(chǔ),采用三維極限平衡方法對(duì)沿堆積體與基巖接觸面的假設(shè)滑面及由二維極限平衡分析出的最危險(xiǎn)滑弧擬合出的三維空間滑面進(jìn)行了分析,確定了不同滑面的安全系數(shù)。根據(jù)有限元三維分析成果,基于位移梯度理論提出了堆積體三維滑面確定方法,分析方法能夠搜索任意形式滑面,同時(shí)兼顧考慮堆積體的三維效應(yīng)。分析表明各工況下堆積體穩(wěn)定性均能滿足要求,計(jì)算成果為工程設(shè)計(jì)提供了重要參考。

結(jié)合工程地質(zhì)勘察,研究位于梨園水電站壩前左岸的下咱日堆積體的工程地質(zhì)特性和成因。應(yīng)用極限分析能量法emu程序,計(jì)算了4個(gè)典型剖面在不同工況下的安全系數(shù)。建立三維模型,通過(guò)flac程序得到的位移云圖,分析該堆積體在天然、蓄水以及地震工況下的變形特性,并對(duì)ⅲ號(hào)危險(xiǎn)剖面用不平衡推力法進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算分析結(jié)果表明,該堆積體整體穩(wěn)定性較好,但存在局部滑動(dòng)的可能。針對(duì)該堆積體的情況,提出了相應(yīng)的防護(hù)、加固處理措施。

以黃藏寺水利樞紐工程某松散堆積體為例,從地質(zhì)宏觀判斷、極限平衡理論計(jì)算和數(shù)值模擬3種途徑分析堆積體的穩(wěn)定性,確定該堆積體整體穩(wěn)定性較好,不會(huì)發(fā)生整體失穩(wěn)破壞,但有可能局部失穩(wěn).對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行了對(duì)比,確定數(shù)值模擬得出的堆積體變形現(xiàn)象和規(guī)律與實(shí)際情況相吻合.

以某水電站壩址左岸堆積體為例,采用室內(nèi)土工試驗(yàn)中大剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)2種試驗(yàn)方法,測(cè)得碎石土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)并進(jìn)行對(duì)比分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,三軸試驗(yàn)比大剪試驗(yàn)測(cè)得的碎石土抗剪強(qiáng)度參數(shù)值更真實(shí)、準(zhǔn)確。并進(jìn)一步提出2種試驗(yàn)結(jié)果的適用條件:大剪試驗(yàn)中的快剪適用于滲透系數(shù)小、受荷速度快的高塑性粘土,各向異性且剪破面未知的土體不宜采用快剪,對(duì)于滲透性較強(qiáng)的粗粒土,快剪的結(jié)果較三軸試驗(yàn)差異較大;三軸試驗(yàn)中的不固結(jié)不排水試驗(yàn)適合于一般粘性土、砂類土,但特易擾動(dòng)土除外,其試驗(yàn)結(jié)果較接近實(shí)際。

小灣水電站左岸壩前堆積體結(jié)構(gòu)特征及穩(wěn)定性研究——本文根據(jù)地勘試驗(yàn)成果．通過(guò)耐堆積體的物質(zhì)組成、下伏基巖巖體特征、成因機(jī)制．可能變形破壞的機(jī)制進(jìn)行分析．論證其自然狀況及工程施工和運(yùn)行期間的穩(wěn)定性?！　?/p>