楔形體邊坡穩(wěn)定性分析及支護(hù)措施優(yōu)化.pdf

1、楔形體破壞是巖質(zhì)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(zhì)邊坡中的經(jīng)典問題,本文主要基于巴玉水電站中壩址潛在楔形體 XT2進(jìn)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(jìn)口段,壩址所處河段河道相對狹窄,地質(zhì)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(shù)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(jìn)行計算,全方位的分析楔形體在各個工況下的應(yīng)力、位移及變形等問題,對楔形體支護(hù)措施中的抗剪洞布置高程進(jìn)行優(yōu)化并對抗剪洞進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋,在計算與分析的過程中得到了以下認(rèn)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(shè)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(chǎn)狀進(jìn)行參數(shù)化,并輔以命令流,將楔形體的幾何信息與裂隙的產(chǎn)狀與剛體極限平衡計算稿進(jìn)行連接,當(dāng)?shù)刭|(zhì)資料出現(xiàn)修改的時候能在短時間內(nèi)對修改后的楔形體進(jìn)行安全系數(shù)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(dǎo)入 ABAQUS進(jìn)行有限元計算,在計算的過程中發(fā)現(xiàn),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(shí)現(xiàn)。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(shù)的時間在20s左右,速度快,利用該特點(diǎn)對模型進(jìn)行了初始地應(yīng)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(yīng)力反演的力的加載方式與大小施用于FLAC3d中,通過計算結(jié)果的對比可以發(fā)現(xiàn)通過兩種計算軟件所得出的模型應(yīng)力值比較接近,證

5、明了ABAQUS中的地應(yīng)力反演結(jié)果可以運(yùn)用于FLAC3d之中。在FLAC3d中進(jìn)行地應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(jié)果,發(fā)現(xiàn)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