高陡巖質(zhì)斜坡崩落巖體運動參數(shù)、擊浪高度及其對工程影響研究.pdf

1、大型水電工程往往都建在深切峽谷當(dāng)中,庫岸斜坡的整體穩(wěn)定性多是被關(guān)心的焦點之一,但在陡峻岸坡表部也存在有潛在破壞可能的大型危險巖體,其發(fā)育狀況、分布、穩(wěn)定性、失穩(wěn)危害等方面的研究相對薄弱許多。尤其是斜坡上存在的欠穩(wěn)定狀態(tài)的大型危巖體,一旦失穩(wěn)下落入大壩前后的水體里,會產(chǎn)生什么后果,也是至今為止還沒有人討論過的問題。
　　 拉西瓦電站壩區(qū)山高坡陡,峽窄谷深,高陡的岸坡大量分布有規(guī)模不同的危巖體,是威脅大壩施工和運營安全的主要地質(zhì)災(zāi)害

2、類型之一。針對上述問題,本文以拉西瓦電站壩址右岸高陡邊坡危巖體為研究對象,通過現(xiàn)場調(diào)查、結(jié)構(gòu)面資料分析及3D激光掃描技術(shù)等手段,采集拉西瓦高陡邊坡危巖體信息,較系統(tǒng)和準(zhǔn)確掌握了研究區(qū)危巖體的發(fā)育情況和分布特征。采用Rockfall軟件模擬高陡邊坡危巖體墜落的運動軌跡,求得各危巖體落入水庫或水墊塘?xí)r的運動速度和沖擊動能等參數(shù),期望通過這些定量參數(shù),以解析解計算高陡邊坡危巖體墜落至水庫中產(chǎn)生擊浪的高度和傳播狀況,以便為電站運營提供可能的危害

3、預(yù)警。研究取得了以下主要成果;
　　 (1)通過對拉西瓦電站壩址右岸高邊坡危巖體調(diào)查研究,查明了右岸壩址危巖體的分布規(guī)律,危巖體發(fā)育與地形地貌、巖體結(jié)構(gòu)、巖體風(fēng)化、地應(yīng)力條件及卸荷、地震、空隙水壓力等關(guān)系密切。
　　 (2)拉西瓦壩址右岸危巖體失穩(wěn)破壞多發(fā)生于降雨過程中,控制危巖體發(fā)育的幾組不利結(jié)構(gòu)面在雨水滲入時,一方面降低了結(jié)構(gòu)面的摩擦力,另一方面其空隙水壓力的增大直接提供給危巖體向臨空面的推力,從而導(dǎo)致危巖體失穩(wěn)。<

4、br>　　 (3)采用工程地質(zhì)調(diào)查、ILRIS3D激光數(shù)值掃描、結(jié)構(gòu)面分析的方法,提取了壩址右岸壩前500m和水墊塘范圍內(nèi)對壩址工程危害較大的危巖體信息,對危巖體位置、形態(tài)、規(guī)模、失穩(wěn)下落的運動特征等進(jìn)行系統(tǒng)定位分析。
　　 (4)根據(jù)危巖體發(fā)育的位置,垂直于河流流向剖切了9條剖面,做為實際計算剖面,采用Rockfall軟件,對壩址右岸26塊危巖體下落的運動過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析危巖體墜落的運動軌跡,確定落點位置,分別計算了危

5、巖體墜落到壩前和水墊塘的沖擊動能和速度。
　　 (5)提出落石高速墜入水體里將會產(chǎn)生擊浪的概念,通過多次試驗,對落石擊浪形成過程進(jìn)行分析,提出了擊浪產(chǎn)生的機(jī)理,即;落石墜入水面,由于具有較快的速度,落點周圍一定范圍內(nèi)的水體受到落石體積和落石速度作用而加速運動,這些被加速的水體受周圍靜止水體的阻礙,會向水面上方運動,在平靜水面上方形成一水柱。這個水柱在回落過程中自身呈自由落體狀態(tài),水柱降至水面時,勢能轉(zhuǎn)化為動能,形成上下波動的阻尼

6、振動,推動周圍水體運動,形成的波浪,并逐漸向四周傳播。
　　 (6)根據(jù)試驗分析,落石初始擊浪的體積由兩部分組成,一部分是落體體積,另一部分為落體在水中由于受到水阻力減速運動形成的沖擊體積。運用水動力學(xué)原理,結(jié)合現(xiàn)場試驗觀察,推導(dǎo)出落石擊浪的初始波浪高度、傳播速度、傳播影響范圍的計算公式。公式有較強(qiáng)的適應(yīng)性,具有實際意義。
　　 (7)利用推導(dǎo)的計算公式,對拉西瓦電站壩址右岸26塊危巖落入水庫產(chǎn)生的擊浪初始浪高和傳播進(jìn)行