楔形體邊坡穩(wěn)定性分析及支護措施優(yōu)化.pdf

1、楔形體破壞是巖質邊坡破壞的一個重要組成部分,楔形體邊坡穩(wěn)定也是巖質邊坡中的經典問題,本文主要基于巴玉水電站中壩址潛在楔形體 XT2進行研究,巴玉電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)桑日縣沃卡河口下游12km,雅魯藏布江中游桑日~加查峽谷進口段,壩址所處河段河道相對狹窄,地質條件較好,環(huán)境影響敏感因素較少,是雅魯藏布江中游河段水電開發(fā)的重要區(qū)域,楔形體 XT2潛在不穩(wěn)定楔形體位于右岸壩頂以上,分布高程3600~4000m,長約250m,總體積約59

2、萬m3,天然狀態(tài)處于基本穩(wěn)定;楔形體抗滑穩(wěn)定的數值計算方法以剛體極限平衡法為主,其理論較為成熟,本文用剛體極限平衡法與有限差分法對楔形體邊坡進行計算,全方位的分析楔形體在各個工況下的應力、位移及變形等問題,對楔形體支護措施中的抗剪洞布置高程進行優(yōu)化并對抗剪洞進行結構配筋,在計算與分析的過程中得到了以下認識:
　　1)傳統(tǒng)對楔形體的計算主要采取圖表法與手工計算,在對楔形體三維空間定位的過程中我們可以采用三維可視化設計軟件CATIA,

3、在CATIA的三維邊坡模型中可以對楔形體的幾何信息及裂隙的產狀進行參數化,并輔以命令流,將楔形體的幾何信息與裂隙的產狀與剛體極限平衡計算稿進行連接,當地質資料出現修改的時候能在短時間內對修改后的楔形體進行安全系數的計算,大大提高工作效率。
　　2)利用有限元軟件ABAQUS與CATIA之間的無縫連接接口,可以將極限平衡計算中所建立的模型導入 ABAQUS進行有限元計算,在計算的過程中發(fā)現,由于CATIA中所形成的坡面線精度過高,在

4、塑性計算中無法收斂,但彈性計算可以實現。在ABAQUS中對于模型的計算每一次的時間小于1分鐘,修改參數的時間在20s左右,速度快,利用該特點對模型進行了初始地應力的反演。對于楔形體邊坡三維有限差分法計算軟件選擇了FLAC3d,并在ANSYS中建立了與ABAQUS中同樣規(guī)模的楔形體邊坡三維模型,并將在 ABAQUS中地應力反演的力的加載方式與大小施用于FLAC3d中,通過計算結果的對比可以發(fā)現通過兩種計算軟件所得出的模型應力值比較接近,證

5、明了ABAQUS中的地應力反演結果可以運用于FLAC3d之中。在FLAC3d中進行地應力反演時,對于較大的模型每一次的計算用時相比FLAC3d要短,同時還可利用已建立好的CATIA模型,節(jié)約了建模時間。通過該方法,地應力反演的效率得到了極大的提升。
　　3)通過利用 FLAC3d對楔形體邊坡進行的有限差分法計算,得出了各個工況下楔形體邊坡全方位的分析的結果,發(fā)現楔形體XT2的主滑面L86的Y向位移在各個工況中是最大的,同時也是最危