黃登水電站進(jìn)水口邊坡開挖變形響應(yīng)及其評價預(yù)測研究.pdf

1、擬建黃登水電站壩址位于云南省蘭坪縣營盤鎮(zhèn)境內(nèi)，水庫正常蓄水位1619m，裝機(jī)容量1900MW。大壩初擬為碾壓混凝土重力壩，最大壩高202m。壩址區(qū)進(jìn)水口邊坡開挖規(guī)模大，最大開挖高度約305m，水平開挖深度40～80m，同時受陡傾坡外結(jié)構(gòu)面控制，不同部位地形地質(zhì)條件及邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)各異，潛在的變形失穩(wěn)模式復(fù)雜多樣，邊坡開挖后可能將面臨諸多工程地質(zhì)問題?；诖耍疚囊詾憸娼S登水電工程壩址區(qū)進(jìn)水口高邊坡為研究對象，采用地質(zhì)分析判斷法、極限平衡

2、法、有限差分法（FLAC）和基于塊體理論的評價方法等，深入系統(tǒng)得研究了進(jìn)水口邊坡開挖后總體和局部的變形響應(yīng)情況并對其穩(wěn)定性進(jìn)行了評價預(yù)測。同時針對不同部位的變形特征的差異提出了相應(yīng)的支護(hù)處理建議。通過全面系統(tǒng)的研究分析和判斷，本文主要取得以下研究成果和基本認(rèn)識：
　　 （1）通過現(xiàn)場調(diào)查和室內(nèi)資料統(tǒng)計整理和分析，初步研究了壩址區(qū)進(jìn)水口高邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征，其中包括不同結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)特征、性質(zhì)，特別是中陡傾角結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)性狀

3、及其對邊坡變形的控制意義，建立了邊坡的巖體結(jié)構(gòu)模型。通過查明控制邊坡穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面幾何特征和工程地質(zhì)性狀，進(jìn)而快速對邊坡巖體質(zhì)量進(jìn)行定性分級。
　　 （2）采用PHASE軟件對研究區(qū)高邊坡河谷現(xiàn)今應(yīng)力場特征進(jìn)行數(shù)值分析，準(zhǔn)確地認(rèn)識巖石高邊坡現(xiàn)今所處的力學(xué)環(huán)境特征。依據(jù)黃登水電站樞紐區(qū)勘查階段工程邊坡處的變形破裂特征及區(qū)內(nèi)自然邊坡所具有的變形破裂現(xiàn)象，結(jié)合該邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征，初步分析進(jìn)水口工程邊坡的主要變形失穩(wěn)模式可分為兩個大類四

4、個亞類。工程開挖邊坡巖體多發(fā)生平面和局部塊體楔形滑動破壞。
　　 （3）運用FLAC有限差分法對工程邊坡開挖的總體應(yīng)力-形變場進(jìn)行模擬計算，進(jìn)而分析進(jìn)水口邊坡在開挖前、后的應(yīng)力形變響應(yīng)狀況。結(jié)果表明：工程邊坡開挖后，邊坡向臨空方向發(fā)生卸荷回彈，在開挖邊坡的淺表部位，出現(xiàn)局部拉應(yīng)力集中區(qū)，拉應(yīng)力大小為0.5～2.00Mpa；并且邊坡開挖后的位移最大為7.70cm，最大出現(xiàn)在開挖邊坡的表面以及夾層部位，可能發(fā)生變形破壞，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措

5、施。
　　 （4）采用SLIDE二維邊坡穩(wěn)定性分析軟件，分析預(yù)測邊坡開挖后其潛在滑動破壞的可能性。對其潛在的滑動破壞進(jìn)行進(jìn)一步的分析和預(yù)測，得出開挖后的工程邊坡在天然工況下其穩(wěn)定性較好，潛在滑面穩(wěn)定性系數(shù)都大于1.4。在暴雨、地震工況下大于1.2，潛在滑體的穩(wěn)定性較好，邊坡整體趨于穩(wěn)定。
　　 （5）采用基于塊體理論的SASW程序，對工程邊坡的局部楔形塊體的穩(wěn)定性進(jìn)行計算，分析了一系列半確定性塊體以及隨機(jī)塊體的形狀、大小

6、以及在各種工況下的穩(wěn)定性，結(jié)果表明：塊體穩(wěn)定性較好，爆破和降雨對塊體的穩(wěn)定性影響較大，誘發(fā)塊體失穩(wěn)的可能性較大，在施工中應(yīng)及時采取錨桿加固措施。
　　 采用FLAC有限差分法研究邊坡總體的應(yīng)力及大變形問題，找出其變形最大的部位，同時結(jié)合SLIDE二維穩(wěn)定性分析軟件和塊體理論的SASW程序?qū)ζ錆撛诘幕瑒悠茐暮蛪K體失穩(wěn)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和預(yù)測，得出可靠的穩(wěn)定性指標(biāo)。以便在施工中及時采取有效的支護(hù)措施進(jìn)行邊坡加固，防止巖體變形的繼續(xù)發(fā)展