西南地区坝基深部玄武岩工程地质特性研究

受自身高强度和形成条件影响,西南地区玄武岩深部岩体具有几何尺寸上的不完整性和力学特性上的似完整性,同一位置采用不同指标划分岩体结果不同.鉴于现有测试手段和评价方法,深部玄武岩工程地质特性研究具有相当难度.岩体透水率、纵波波速等指标能较好反映岩体工程特性,其测试方法相对简便,且与岩体力学参数有较好的相关性,故可用于深部玄武岩结构、风化、卸荷划分,利用纵波波速、吕荣值与变形模量的相关性推算深部岩体变形参数,辅以室内试验,最终综合评价深部玄武岩.以西南某水电站坝基玄武岩为例,综合坝址区平硐、钻孔纵波速度、吕荣值、力学参数等指标获得坝基岩体质量分级方案,并进行岩体划分,为该水电站建基面选择提供依据.     

高拱坝坝基固结灌浆效果综合检测分析

锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高305m,为世界目前第一高拱坝。坝基开挖揭露及检测成果表明,建基岩体中分布有一定规模、性状很差的软弱结构带,且表面岩体卸荷松弛明显。为提高坝基软弱结构带的密实度及岩体变形模量,满足坝基变形稳定,以及弥补高应力区开挖卸荷引起的地应力释放造成的建基面岩体的松动、松弛和浅表层由于爆破震动对岩体造成的损伤等问题,需对建基面进行全面积的固结灌浆。综合检测目的是检测坝基固结灌浆质量,评价固结灌浆效果,复核灌后岩体是否达到设计的各种物理力学指标等。     

水电站坝基岩体质量分级研究

水电工程建设在可行性研究阶段、招标阶段及技施开挖阶段均需进行建基面选择,而坝基建基面选择是否合理不仅关系工程质量和安全,同时跟工程造价和工期息息相关。结合某可行性研究阶段水电工程,依据相关规范条文及规定,通过坝址区岩性、地质构造、风化、卸荷等地质条件的调查和分析,结合坝址钻孔岩芯RQD测量、吕荣值、钻孔声波等勘探方法,从而确定坝基岩体工程地质定性、定量分类原则,经各定量因素加权平均并参照类似工程调整后最终确定坝基岩体质量分级,提出坝基开挖深度及建基面,保证了工程质量的同时缩短了工期,取得了较好的综合效益。     

岩石动静态参数间关系的研究

岩石由矿物颗粒组成,内部存在弱面、裂隙等结构,并非线弹性材料,动静态参数之间并没有确定的力学关系.含有大量裂隙的砂岩、煤等软弱岩石,动态模量大于平均模量;大理岩的动态模量大于变形模量,但与平均模量的关系较为复杂;火成岩及其变质岩,动态模量可以小于变形模量.动态泊松比对波速极端敏感,与静态参数没有明确的关系.现场取回岩块已经卸载、脱水,岩样加工也会对材料产生损伤,内部出现张开裂隙,超声波速度降低.如某大理岩矿岩墙端头所测纵波速度的平均值就大于室内岩样纵波速度的最大值,因而以岩体与岩样纵波速度的比值评价岩体完整性将偏于不安全.     

岩石动静态参数间关系的研究

岩石由矿物颗粒组成,内部存在弱面、裂隙等结构,并非线弹性材料,动静态参数之间并没有确定的力学关系.含有大量裂隙的砂岩、煤等软弱岩石,动态模量大于平均模量;大理岩的动态模量大于变形模量,但与平均模量的关系较为复杂;火成岩及其变质岩,动态模量可以小于变形模量.动态泊松比对波速极端敏感,与静态参数没有明确的关系.现场取回岩块已经卸载、脱水,岩样加工也会对材料产生损伤,内部出现张开裂隙,超声波速度降低.如某大理岩矿岩墙端头所测纵波速度的平均值就大于室内岩样纵波速度的最大值,因而以岩体与岩样纵波速度的比值评价岩体完整性将偏于不安全.     

基于声波速度及岩块强度的开挖扰动区岩体力学参数预测

针对目前在水利水电工程中开挖扰动区的岩体力学参数取值问题,将岩体的声波速度与岩体质量指数Q、岩体分类指数RMR及地质强度指标GSI联系起来,并将声波速度引入到广义Hoek-Brown强度准则中,建立了由岩体声波速度及岩块单轴抗压强度预测开挖扰动区岩体的变形及强度参数的方法.利用三峡工程永久船闸边坡开挖扰动区的检测参数,结果表明,基于Hoek-Brown准则由声波速度及岩块强度预测的岩体变形模量与实测结果基本吻合,本方法可预测开挖扰动区的岩体力学参数.     

高拱坝可利用岩体标准的确定

为确定高拱坝可利用岩体及其标准,以拉西瓦水电站双曲薄拱坝为例,考虑到建基岩体的自身稳定和上部结构的安全,从岩石强度和岩体承载条件、建基岩体的变形模量条件、岩体风化及坝顶以上高边坡条件、岸坡应力环境条件等4个方面,分析了高拱坝可利用岩体及标准.     

复杂地下洞室围岩开挖扰动空间效应参数化研究

复杂地下洞室围岩开挖扰动区的形成和发展具有明显的空间效应。岩体开挖扰动损伤总体上表现为岩体变形模量的劣化。考虑到基于厚壁圆筒弹性力学分析的弹性模量压力和半径相关模型的应用局限性,提出开挖扰动区岩体变形模量的半径-位移相关模型,并对模型的多洞室适用性和参数敏感性进行了分析。该模型实质上是一个参数场模型,通过变形模量劣化参数场分布量化揭示开挖扰动的空间效应。以瀑布沟水电站大型地下厂房洞室群工程为例,基于位移监测信息,应用半径-位移相关模型对主厂房围岩开挖扰动的空间效应及围岩稳定性进行了参数化分析。围岩变形模量劣化参数场沿厂房轴线具有明显的空间不均匀性,沿深度方向呈现指数函数分布特征。结果表明:该模型为开挖扰动区岩体变形模量参数的确定提供了合理的数值计算方法;通过岩体变形模量半径-位移相关模型参数化分析开挖扰动的空间效应,对于地下洞室施工期快速监测反馈和围岩安全稳定性评判以及支护优化设计具有显著的工程适用性。     

小湾水电站水垫塘开挖聚能预裂爆破试验分析

以小湾水电站水垫塘底板建基面为试验区,并根据试验块面积、基岩特性等情况选择试验设备和材料,确定爆破参数,并对施工工艺及技术要求进行分析。最后通过对建基面开挖质量评价与施工效果分析,认为聚能预裂爆破在确保开挖质量的前提下,既能加快施工进度,又能降低施工工程成本。     

岩芯卸荷扰动的声学敏感性试验研究

国内外学者广泛认为原位岩体的纵波波速小于其中岩块的波速,且岩体愈破碎小得愈多.这是将岩体与岩块纵波波速比的平方定义为岩体的完整性系数并写入现行规范的认识基础.然而在部分工程围岩声波测试中却发现,用通常手段得到的大部分岩体的测井波速反而大于岩芯波速.本文围绕声波速度、岩性、坚硬程度、裂隙特征、胶结程度、完整程度、地应力情况对某地铁隧道工程基岩20余个钻孔150余块岩芯进行多种手段的对比研究和综合分析,探讨了岩芯卸荷扰动的声学敏感性及其影响因素.     

大坝建基岩体物理探测方法应用

大坝建基岩体弹性波检测工作是检测建基岩体施工质量的重要手段,是保证设计要求,确保坝体安全的重要措施,通过地震波法、超声测井法、声波跨孔法等多种综合物探方法的检测,提出岩体量化的物理参数,在大坝特定的基岩条件下,为工程界定建基岩体的质量提供有价值的判据。工程上较常用的有弹性波法评价建基岩体质量、声波波速随钻孔深度变化的曲线来确定爆破影响带、了解断层破碎带或裂隙密集带平面影响范围和垂向影响深度、通过基岩灌浆处理前后弹性波的变化来评价处理效果、其检测成果为工程质量评价和验收工作提供了重要依据。     

五里坝水库工程混凝土面板堆石坝设计

五里坝水库是一座采用0.3~0.67 m变厚面板的堆石坝,最大坝高67.4 m.由于坝基为软质岩、强度低,地质条件较复杂,结合工程特性,围绕减少岸坡开挖和填筑工程量,降低坝体不均匀沉降,确保良好防渗止水效果等关键问题进行详细计算分析.优化设计出满足规范要求的大坝枢纽布置、坝体分区、填筑材料和坝基处理等方案,为工程投资决策提供了重要依据.     

层次分析法在岩体工程地质特性评价中的作用

研究坝基岩体工程地质特性的分区(带)特征及控制因素,用系统工程中的层次分析方法,提出用工程地质特性权数I和Id评价岩体,指导工程设计、坝基开挖深度、处理范围等。     

Establishing time-dependent model of deformation modulus caused by bedrock excavation rebound by inverse analysis method

Rock rebound relaxation deformation, or even rock burst, caused by the excavation of dam base and abutment or high rock slope affects their stability and results in the fall of mechanical properties of the rock. So an inverse analysis method was proposed in this paper to establish the time-dependent model of deformation modulus caused by excavation rebound. The basic principle is based on the combination of observed data of the excavation rebound deformation of dam abutment or rock slope, and the calculated rebound deformation by FEM under ground stress at the corresponding time in the excavation process. The norm of the residuals of observed data and calculated data are taken as the objective function. Accordingly, the time-dependent model of bedrock deformation modulus can be established. The method displays its significance in the design of excavation, construction and operation management of dam base and high slope.

     

水库坝基综合地球物理勘察技术与应用

水库坝基地质条件关系到大坝建设质量,其前期的勘察工程至关重要。目前,利用物探与钻探工程相配合,可以获得坝基土岩介质较为丰富的勘察资料。结合地震折射波和并行电法对新建水库坝基进行勘察,确定了土层埋深、岩体风化带等特征参数,为坝基处理与施工提供可靠的依据。应用实践表明,利用综合物探方法可以提高对地质异常的判断能力,效果良好。     

Establishing time-dependent model of deformation modulus caused by bedrock excavation rebound by inverse analysis method

Rock rebound relaxation deformation,or even rock burst,caused by the excavation of dam base and abutment or high rock slope affects their stability and results in the fall of mechanical properties of the rock.So an inverse analysis method was proposed in this paper to establish the time-dependent model of deformation modulus caused by excavation rebound.The basic principle is based on the combination of observed data of the excavation rebound deformation of dam abutment or rock slope,and the calculated rebo...     

Establishing time-dependent model of deformation modulus caused by bedrock excavation rebound by inverse analysis method

Rock rebound relaxation deformation, or even rock burst, caused by the excavation of dam base and abutment or high rock slope affects their stability and results in the fall of mechanical properties of the rock. So an inverse analysis method was proposed in this paper to establish the time-dependent model of deformation modulus caused by excavation rebound. The basic principle is based on the combination of observed data of the excavation rebound deformation of dam abutment or rock slope, and the calculated rebound deformation by FEM under ground stress at the corresponding time in the excavation process. The norm of the residuals of observed data and calculated data are taken as the objective function. Accordingly, the time-dependent model of bedrock deformation modulus can be established. The method displays its significance in the design of excavation, construction and operation management of dam base and high slope.     

大型坝体基础结构新施工方案的综合研究

鉴于坝基结构施工传统沉井方案在大型坝体应用中的局限性,设计采用地下连续墙处理坝基深厚覆盖层、兼具挡土与坝体基础双重作用的新施工方案.分别从结构受力、施工技术以及工程造价的角度对此方案进行了综合研究:依据水工规范,在进行坝体整体结构核算的基础上,采用三维有限元方法,分析坝体整体结构及地下连续墙复合挡土墙体系在最不利工况下的受力变形与稳定特性;并作出方案的技术经济评价.结果表明,结构的受力状况满足规范要求且安全储备较大,地下连续墙技术能够胜任大型坝基施工,新方案与原沉井方案造价约相差5.5%.综合分析验证了新方案的可行性,并针对结构特点提出一些施工建议,为同类大型工程设计施工提供参考.