考虑河谷下切的岸坡卸荷特征成因研究

为了研究岸坡在河谷下切中发生怎样的卸荷过程及探索部分区域卸荷深度异常增大的原因,根据研究区工程地质资料建立模拟河谷下切的三维有限元模型,模拟河谷五次下切后坡体的变形,位移,塑性区分布情况,对河谷下切过程中岸坡卸荷的过程进行研究,结果表明:岸坡卸荷由两岸坡体的相向位移和卸荷回弹引起;异常卸荷现象与韧性剪切带有关,且韧性剪切带会使得上方与上方的岩体破坏现象各有不同。得出了现有卸荷特征是由河谷下切过程中的岩体卸荷回弹及边坡内韧性剪切带周围软弱岩体共同作用所决定的结论。     

韧性剪切带和蚀变岩体对边坡开挖稳定性的影响

野外现场地质调查结果显示,拟建的澜沧江班达水电站河谷右岸发育有数条倾向坡内的韧性剪切带和蚀变带,这使坝址区的地质条件更加复杂化。为探究水电站建设开挖过程中剪切带和蚀变带对边坡稳定性的影响,选取中坝址右岸边坡为研究对象,根据野外调查所得资料建立三维地质模型,并模拟边坡由三级开挖而导致的应力场变化过程和变形破坏过程。结果表明:韧性剪切带和蚀变带内的应力表现为应力松弛,而剪切带和蚀变带与周围正常岩体接触部位表现为应力集中;由开挖产生的应力释放主要在向坡内水平深度150 m范围内;天然状态下边坡稳定性较好,但二级开挖后,坡表最小主应力由压应力转为拉应力,且使塑性变形区贯通,坡体易从高高程的韧性剪切带和蚀变带出露部位剪出而整体失稳。     

河谷下切对岸坡卸荷影响的数值模拟研究

为了解河谷下切过程中对岸坡卸荷的影响,以某水电站下坝址岸坡为研究对象,通过建立相应三维模型进行数值模拟计算,分析河谷下切过程中的应力场特征、位移场及塑性区演化特征。结果表明,河谷下切过程中,同高程处坡体内部应力水平大于坡表临空面,垂直于河道方向的位移逐渐增大,卸荷深度不断向坡体内部延伸。韧性剪切带的存在对边坡岩体的卸荷有较大影响。     

岸坡倾倒变形体差异化发育机理研究

根据野外现场调查,某水电站上、中坝址区左右岸的倾倒变形现象存在巨大的差异,即右岸岸坡的倾倒变形无论是规模还是变形深度都比左岸大。针对两岸坡体倾倒变形差异化发育的问题,利用地质资料建立2个离散元模型,以分析倾倒变形的产生原因,并探究右岸发育的韧性剪切带和蚀变岩体对倾倒变形的影响。结果表明,相较于左岸,右岸坡体中有利的原生结构面是岸坡产生大规模浅层块状倾倒变形的控制性因素;不同高程的韧性剪切带和蚀变带构成软弱基座,使岸坡产生压缩—倾倒—拉裂变形,进一步增大了左右岸坡倾倒变形之间的差异。     

班达水电站中坝址区岸坡卸荷形成机制物理模拟研究

根据对班达水电站中坝址的野外调查资料,并结合河谷演化历史以及相似理论,利用物理模拟实验再现了河谷下切卸荷条件下岩体的变形破坏过程以及力学机制,在试验得出数据基础之上,对岩体的卸荷特征以及岩体内的应力变化和位移变化进行分析。研究结果表明:河谷的下切过程中两岸岸坡浅表部岩体产生了明显的卸荷破裂裂隙,但坡体深部破裂裂隙不明显;监测数据显示,河谷下切使得坡体内压力降低且岩体向着临空面有明显的水平位移。     

某水电站韧性剪切带的发育特征及边坡开挖变形响应研究

拟建的澜沧江某水电站右岸岩质高边坡开挖近400 m,根据现场地质调查,边坡岩体为硬脆性的英安岩,卸荷强烈,且边坡内中小型断层发育。此外,右岸边坡还发育有2条陡倾坡内的韧性剪切带,剪切带内产生了糜棱化,这导致了右岸边坡的地质条件和岩体结构都非常复杂。为了探究此条件下岩质高边坡的开挖变形响应机制及规律,选取水电站右岸坝轴线边坡为研究对象,通过离散元程序UDEC来模拟边坡的开挖过程。研究结果表明:开挖导致韧性剪切带浅表层岩体产生较大变形,影响边坡稳定性;开挖引起的变形主要受倾坡外的卸荷裂隙及溢流面的控制,其地质-力学变形破坏模式以"滑移-拉裂"为主;边坡开挖后主要产生横向位移,其累计位移模式为向高高程传递、在后缘累积;边坡开挖与产生的变形能基本保持同步,最终受岩体弹性恢复滞后的影响,在接近开挖结束时剩余变形较小。     

西南某水电站库区古滑坡堵江成因 及变形破坏机理研究

通过现场调查,结合边坡的地形地貌、坡体结构、变形破坏和江岸纹泥沉积特征,分析认为滑坡在变形破坏后高速下滑,撞击对岸山体并堰塞堵江,在经历长期的河湖相沉积后逐渐溢流溃决,部分滑体分别残留于左、右岸山坡上。根据恢复的原始地形,通过刚体极限平衡分析可知滑坡为地震诱发,为了进一步研究滑坡堵江成因和变形破坏机理,运用离散元数值软件进行模拟分析。研究表明天然状态下坡体浅表部沿层面和缓倾坡外优势结构面产生卸荷拉裂,地震作用使坡体内部层面拉裂并沿缓倾坡外优势结构面剪断破坏,其破坏堵江过程可概括为前缘剪切变形、后缘震动拉裂→滑面贯通、高速下滑→铲刮河床、刨蚀对岸山体→前缘受阻隆起、后缘坐落下滑、中部堰塞堵江→震后停积自稳,坡体具有明显的动力放大效应。     

某水电站蚀变岩三轴卸荷试验研究

研究蚀变岩在卸荷过程中水对其变形和强度的影响规律。选取西南某水电站右岸坝肩蚀变岩为研究对象,通过扫描电镜获取其微观结构状态和矿物分布;然后对处于天然状态和饱水状态的2种岩样进行三轴加、卸荷试验,分析讨论不同应力路径下水对蚀变岩的应力-应变曲线、变形特性及强度特征的影响规律。结果表明,与加载试验相比,卸荷试验下岩样内聚力增高,内摩擦角减小;饱水状态下蚀变岩三轴加载、卸荷试验的强度均小于天然状态下的强度;蚀变岩遇水后强度明显降低。     

锦屏水电站料场边坡变形特征与破坏机制分析

锦屏一级水电站大奔流料场高边坡断层及结构面发育,开挖高度巨大,边坡变形特征及破坏机制十分复杂。在工程地质分析的基础上,采用数值计算,分析了边坡变形特征、破坏机制,评价了边坡稳定性。研究表明:边坡开挖变形以卸荷回弹为主,竖向变形大于水平变形,层间错动带及陡倾断层错动变形较大;浅部的层间错动面多处于剪切极限状态和不连续张开状态;边坡局部存在塑性破坏区,主要分布于薄层砂板岩、剪切错动带及坡体浅表,以拉伸破坏为主,少量剪切破坏;边坡潜在破坏机制为溃屈破坏。开挖后的边坡安全系数满足规范要求。     

典型路堑高边坡开挖变形机制及应对措施研究

依托镇清高速回龙寨服务区K9+700.000左侧深挖路堑高边坡为研究对象,利用大型商用软件FLAC~(3D)模拟路堑高边坡开挖过程,通过分析高边坡分步开挖卸荷过程中的塑性区、应力应变以及水平位移的变化情况对典型路堑高边坡变形破坏机制的影响进行系统研究,并给出相应的应对措施。研究结果表明:开挖卸荷会导致坡体一定范围内塑性区、应力场、位移场的重新分布;开挖变形破坏机制主要表现在随着坡体不断刷方卸荷,各级坡面剪切塑性区不断发育并贯通,各级坡坡脚处产生剪切变形,剪切变形逐渐向坡顶以及坡体内延伸扩展并逐渐连通,形成贯通滑裂面,水平位移逐渐增大,坡面卸荷松弛,坡体逐渐失稳破坏;通过施做合适的加固措施在一定程度上能有效的阻止路堑高边坡多级变形破坏的发生。     

三峡工程永久船闸高边坡卸荷松动带变形特点

岩质人工高边坡的形成常常引起稳定和变形等方面的工程问题。为了探讨裂隙岩体开挖边坡的变形特点，以三峡工程永久船闸高边坡的变形监测和地质研究成果为例，根据变形位移过程并比照开挖过程分析，认为整个边坡岩体卸荷过程须经历预变形阶段、剧变形阶段、渐变形阶段和后变形阶段等４个阶段。开挖边坡卸荷岩体可为３个带：表层松动带、卸荷变形带以及应力调整带。并对一些与边坡变形有关的因素，如结构面的产状、密度和规模，以及加固效果等也进行了讨论。     

乌东德水电站边坡岩体卸荷特征及稳定性评价

就水电工程而言,高陡边坡岩体卸荷可能导致边坡整体或局部失稳,对水电工程的施工及运行安全构成威胁。以乌东德水电站坝址区高陡岩质边坡为研究对象,在边坡卸荷岩体宏观地质特征、渗透特征及弹性波特征3方面研究的基础上,综合分析确定了坝址区边坡岩体卸荷的水平深度及特征,并就卸荷带岩体总体稳定性进行了分析评价。总体认为,乌东德水电站坝址区边坡岩体卸荷变形微弱,边坡总体稳定性较好。      

考虑卸荷带和岩体软化特性的某桥址边坡稳定性研究

为了综合分析卸荷带以及凝灰岩泥化夹层对某桥址边坡稳定性的影响,通过不同岩体强度加权计算得到凝灰岩及其泥化带综合强度,结合现场勘察结果,对凝灰岩及其泥化夹层的分布取上限值、平均值和下限值并确定了卸荷带岩体强度参数.在对岩质边坡破坏模式分析的基础上计算了自然工况、地震工况、桥基荷载作用工况、桥基荷载和地震荷载共同作用工况四...     

某水电站坝肩边坡碎裂松动岩体发育特征及开挖变形响应分析

以澜沧江某水电站左坝肩边坡为研究对象,通过野外调查发现,坡体广泛发育一类同时具有碎裂结构和显著松动变形的特殊岩体,由此提出了碎裂松动岩体的概念。对其发育特征进行研究后发现,碎裂松动岩体不仅具有从坡表往里依次呈现出散体-碎裂-块裂的结构特征,而且其发育深度与极强卸荷带也具有较好的对应关系。鉴于此,提出了其划分标准:将具有散体-碎裂-块裂结构的岩体深度作为其结构上的发育深度,而极强卸荷带发育深度则作为其卸荷上的发育深度,取二者的平均值作为最终的发育深度。为了验证利用该标准划分的结果能够指导边坡开挖,采用UDEC进行模拟,结果表明:边坡开挖后,整体变形小、稳定性较好,仅局部开挖面附近出现小规模的危岩体。建议沿划分的碎裂松动岩体发育深度对该边坡进行开挖,2 880 m高程上、下开挖坡比分别为1∶1.5和1∶1。通过碎裂松动岩体的划分,能够为此类特殊的边坡岩体合理的开挖深度的确定提供参考。     

边坡卸荷带岩体渗透特性分析——以三峡永久船闸高边坡为例

为了准确描述卸荷带岩体的渗透特性,以三峡永久船闸高边坡为例,应用其监测资料,引入应变指标,将岩体卸荷带划分为强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带.观测资料的计算分析表明:与未开挖岩体相比,强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带的渗透系数分别增大了3 138～330,92～27倍和8～1倍.对整个分析过程作了详细介绍.     

反倾岩质边坡弯曲倾倒-剪切滑移破坏分析方法研究

目前反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏分析方法仍以基于极限平衡理论的悬臂梁模型为主,但大多未考虑坡脚岩层的剪切破坏。为准确评价该类边坡的稳定性,建立考虑坡脚岩层剪切破坏的分析计算方法。首先,根据岩层变形破坏特征,将边坡分为后缘稳定区、中部弯曲倾倒区和前缘剪切区3个区域;其次,建立弯曲倾倒-剪切滑移破坏模式的稳定性分析方法;最后,通过工程实例验证,并进行参数分析。研究结果表明:提出的分析方法与工程实际符合性较好;边坡在倾角较陡、坡角较大时稳定性最差,坡角对边坡稳定性影响大于岩层倾角的影响;岩层厚度及层面内摩擦角增加有利于边坡稳定性,且会扩大坡脚剪切区范围。研究成果对反倾岩质边坡破坏的防治具有实践指导意义。     

硬质岩边坡“坠覆”变形机理探讨

介绍发现于三叠系中统巴东组(T2b)软弱碎屑岩地层之中、人们在三峡库区库岸稳定研究过程中所提出的斜坡变形破坏形式——"坠覆体"——的概念。通过对浙江省中部某近坝库岸的大范围堆积体进行初步研究,结果表明,裂隙发育的硬质岩高陡边坡,由于受卸荷松动和风化作用的综合影响,也会产生"坠覆体"堆积。探讨该"坠覆体"堆积的形成机理。对软、硬岩层的坠溃变形情况进行了对比和分析。     

直立岩质切向边坡岩体原位直剪试验研究

针对岩质切向边坡发生剪切破坏时其剪切面难以预测,同时在强风化作用下造成岩体性质差异使得岩体强度参数难以准确获得的问题,本文以遵义市花台坡高边坡为工程背景,开展直立岩质切向边坡岩体原位直剪试验研究。得出切向边坡岩体剪切过程受到走向与坡向垂直的结构面控制,剪切面首先沿此方向上的节理裂隙扩展,硬岩剪切过程中剪切面呈现"台阶"型破坏面,粗糙度小;较硬岩剪切破坏面呈现"波浪"型,起伏剧烈,粗糙度大;软岩发生整体剪断,剪切面较为平整;而含贯通性倾坡外结构面的岩体则沿结构面发生剪切破坏,剪切面顺直平滑。与室内三轴试验对比后发现,现场原位直剪试验结果很好地反映了工程实际情况,特别是对于薄层软硬相间的岩体,能提供更为准确的岩体强度参数。     

百东河水库溢洪道尾水渠软岩边坡稳定性分析

百东河水库溢洪道尾水渠段两侧以高陡基岩边坡为主,岩性以三叠系粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩为主的软岩,在水库加固过程中需对溢洪道尾水渠边坡实施开挖和治理。对于软岩地区的高陡边坡开挖和治理,应充分考虑施工过程中的各种因素,特别是软岩表层岩体的快速风化影响边坡治理效果。通过对该类型边坡进行稳定分析,提出了相应的处理方法。     

弹性波检测技术在水利工程施工中的应用

以万家寨水利枢纽工程为例，简要介绍弹性波检测技术的应用，具体内容包括：坝基可利用岩体和层间剪切带检测，建基岩体质量检测，坝基岩体卸荷的时间效应检测，不同施工状态下坝基层间剪切带变形效应检测，坝基固结灌浆效果检测，地下洞室岩体卸荷厚度和大坝混凝土与基岩接触程度检测，相应成果在坝基地质调查和质量评价中发挥了较重要的作用。