大岗山水电站右岸坝肩边坡深层加固研究

大岗山水电站右岸坝肩边坡具有高地应力、高地震烈度、卸荷风化强烈的显著特点,受岩脉、卸荷裂隙、断层切割影响,形成了一系列关键块体,而在开挖过程中,这些块体底部剪出口附近受到开挖卸荷、爆破震动和地下水作用等因素的影响,出现了沿边界结构面的多次变形开裂与错动。对右岸开挖边坡变形开裂的机理进行深入研究,从边坡的开挖稳定、变形及塑性破坏区等方面,对原设计拟定的三种深层加固方案进行比选分析,选用方案二作为推荐优化方案。为了保证深层抗剪结构施工过程的整体稳定性,建议先开挖并回填低高程的三层抗剪洞,然后再进行高高程的抗剪洞施工。     

白鹤滩拱坝左岸坝基变形特征及机理分析

白鹤滩水电站左岸拱坝坝基边坡地质条件复杂,坝基边坡内发育的缓倾坡外的层内错动带、反倾坡内的断层和柱状节理玄武岩是开挖边坡变形响应的重要影响因素。在分析现场监测数据基础上,对白鹤滩左岸拱坝坝基630 m高程以上的剪切变形特征及机理进行了分析研究,采用离散元程序UDEC再现了层内错动带LS_(3319)的剪切变形特征,并对左岸拱坝坝基630 m高程以下的开挖响应特征进行了预测。结果表明:630 m高程以上坝基开挖过程中顺坡向缓倾层内错动带LS_(3319)在开挖面坡脚部位出露前后,对坡脚局部应力场产生较明显的影响,其上下盘岩体表现出不同的变形特征,错动带上盘部分岩体首先出现应力增大或集中现象,随着开挖面下移直至错动带出露,出现开挖卸荷引起的岩体松弛;630 m高程以下受层内错动带LS_(331)影响产生剪切变形,上盘浅层岩体出现卸荷松弛。错动带剪切变形主要发生在错动带的坝基面开挖揭露过程中,变形量值主要受赋存地应力条件、结构面参数和产状等因素控制。     

锦屏一级水电站左岸边坡变形监测及机制分析

针对锦屏一级水电站左岸边坡的持续变形现象,以左岸边坡的地质结构为基础,通过表面变形监测与深部变形监测相结合的综合监测手段,对其变形机制进行分析。研究结果表明,其整体的变形机制可概括为"上部持续倾倒—深部张裂—表部锁固体松弛—下部与坝体协调"。开口线以上自然边坡倾倒变形体的持续变形主要受砂岩、板岩软硬互层以及浅表部卸荷作用控制,还受下部坡体变形调整向上累积效应的影响。左岸边坡深部变形主要是受坡体深部裂缝区的持续拉张变形及断层f_(42-9)和煌斑岩脉X所体现的非滑移式拉裂松弛变形影响,而且强支护的群锚效应明显强化、深化了对变形的作用。开口线以下人工开挖支护边坡的持续变形原因是锚墙锁固的部分坡体浅表部出现整体性侧向松弛卸荷变形。标准蓄水位附近的坡体受库水浮托力的影响较大,而抗力体边坡在蓄水之后则受到坝肩推力的影响而产生压密和抬升的周期性变化特征。     

断层对硬梁包水电站主厂房围岩稳定性的影响分析

断层等结构面对地下洞室的稳定性起着控制性作用,研究断层作用下的地下洞室的稳定性对工程的施工安全及支护设计具有重要意义。以硬梁包水电站为例,分析主厂房区域的断层F5对其围岩稳定性的影响,采用Flac3D数值模拟软件,引入考虑开挖卸荷开裂后力学参数等效降低的岩体劣化本构模型,对主厂房全部开挖后,不同断面的岩体劣化特征、卸荷变形量、重分布应力特征进行对比分析。结果表明:厂房洞室开挖完成后,F5断层使围岩变形增大了15%～20%,使局部变形最大可达到100 mm左右,断层影响区域岩体松弛程度相比于无断层区域明显增大。     

丰宁抽水蓄能电站下水库一期进/出水口高边坡加固效果分析

丰宁抽水蓄能电站一、二期下水库进/出水口高边坡开挖至设计高程过程中已支护部分出现局部塌滑、变形开裂等现象,结合一期工程发生局部塌滑、变形的岩质边坡和土质边坡采取的加强支护措施及边坡相关参数,利用Geostudio仿真软件、理正岩土软件对其进行稳定性复核。研究表明,复核结果与监测结果基本一致,一期边坡加固效果较好。     

大岗山水电站左岸缆机平台边坡稳定分析

大岗山水电站坝区边坡具有高地应力、高地震烈度、卸荷风化强烈的显著特点。为确保缆机平台边坡安全,采用二维弹塑性有限元方法模拟左岸缆机平台PLIII-PLIII剖面边坡开挖施工过程,对开挖过程中的应力变形特征及稳定性进行计算分析,研究边坡在逐层开挖逐层支护过程中的应力变形演化规律、预应力锚索对边坡的加固支护效果以及对边坡稳定性的影响。计算结果表明,在预应力锚索的及时加固下,边坡均处于稳定状态。     

杨房沟水电站左岸坝肩高陡边坡开挖变形特征及稳定性分析

针对杨房沟水电站左岸坝肩高陡边坡开挖施工情况,采用三维数值分析方法,深入开展施工期边坡开挖变形响应特征及稳定性分析评价工作。计算发现:边坡上部开挖潜在变形或失稳区域主要分布于开口线邻近部位,与开挖揭露的断层组合后存在一定的局部失稳风险,开挖主要改变开挖范围及其附近边坡岩体的稳定性,基本不对开挖影响区以外岩体的稳定性造成明显影响;开挖中上部以垂直向的卸荷回弹变形为主,边坡开挖整体变形量值处于相对较低的水平。计算及分析方法对类似高边坡工程的开挖施工设计有一定的借鉴作用。     

大岗山水电站缆机平台左岸边坡稳定分析与评价

大岗山电站坝区边坡具有两高一强烈(高地应力、高地震烈度、卸荷风化强烈)的显著特点,为确保缆机平台边坡安全,采用二维弹塑性有限元方法模拟缆机平台左岸PLⅢ-PLⅢ剖面边坡开挖施工过程,对开挖过程中的应力-变形特征及稳定性进行计算分析,研究边坡在逐层开挖逐层支护过程中的应力-变形演化规律、预应力锚索对边坡的加固支护效应以及对边坡稳定性的影响。结果表明,加固后的边坡处于整稳定状态。     

水利枢纽高边坡稳定性及加固措施分析

以某水利枢纽右岸边坡为例,采用数值模拟的分析方法,基于工程地质情况和边坡详细的岩体结构面、风化以及卸荷特征,研究边坡开挖过程中出现的边坡过大变形加固处理问题,通过现场实测数据对边坡开挖四年后的位移和应力曲线变化规律进行分析。结果表明：随着开挖的进行,软弱夹层以及F3和F40断层位置出现较大位移变形;在对右岸边坡进行加固处理后,支护作用效果显著,右岸边坡的位移和应力变形均趋于稳定。     

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。     

如美水电站高陡边坡开挖动态卸荷响应分析

为避免西藏如美水电站消力池高陡边坡在施工过程中出现不稳定块体和崩塌事故,通过对坝址区地质资料的详细分析,建立了消力池高陡边坡三维有限元计算模型,并结合卸荷岩体力学理论,运用弹塑性有限元法,研究了消力池高陡边坡在开挖过程中的动态卸荷响应。综合考虑了不卸荷、一次开挖卸荷、动态卸荷工况,得到了边坡施工期的变形、应力、塑性区分布状况。计算结果表明,卸荷的影响主要体现在变形上;卸荷比不卸荷条件下的变形值、塑性区要大,且动态卸荷下的变形值比一次开挖卸荷条件下的变形值要大。     

锦屏一级水电站左岸高边坡施工动态仿真模拟

依托锦屏一级水电站左岸高边坡开挖,选取典型计算剖面,利用二维有限元模型,从边坡应力变化、位移变化等方面进行了高边坡施工过程的动态仿真模拟。结果表明:卸荷效应随着开挖进度愈发明显。开挖完成后,部分断层上盘岩体的变形明显比下盘岩体要大。这表明这些断层有微小的错动变形,在多处裂缝、断层等部位出现局部的塑性屈服。     

南湃水电站厂房软弱边坡滑塌处理及基坑加固施工

老挝南湃水电站厂房工程位于南乐克河(Namleuk)原河床,基坑边坡岩体多属为变凝灰质泥岩,其结构破碎,呈全强风化软弱夹层,420 m高程以下开挖后基坑周边卸荷,加上右侧冲沟水、左侧乐克河水沿卸荷缝隙大量入渗,引起厂房后边坡与基坑的开裂、变形、滑塌。结合实际情况,采取了一系列处理和加固措施,保证了工程安全和进度目标。     

周宁抽水蓄能电站下水库右岸边坡稳定性分析

针对周宁抽水蓄能电站下水库右岸岩质高边坡开挖施工,采用三维离散元数值分析方法,深入开展施工期边坡开挖变形响应特征及稳定性分析评价。分析结果表明:边坡开挖引起的坡体变形量值很小,以卸荷回弹变形为主,典型部位的开挖变形量值总体在10 mm以内;开挖后边坡不存在整体稳定问题,边坡潜在危险区域主要是开口线附近的强卸荷岩体,局部存在块体失稳风险,是施工中需要重点关注的问题,可适当控制爆破药量、加强支护。     

开挖卸荷速率变化对岩质边坡应力应变影响作用研究

基于卸荷岩体力学理论及方法,应用FLAC3D有限差分计算软件,在数值分析中模拟不同速率的边坡开挖。并在不同开挖速率下,对考虑及不考虑边坡岩体卸荷变化条件下开挖边坡的应力应变特征进行了对比分析。结果表明:在考虑岩体开挖卸荷作用的前提下,开挖速率越慢,开挖过程中边坡模型的应力应变越小,塑性区范围也越小;而在不考虑岩体动态开挖卸荷作用时,开挖速率对边坡最终的应力应变以及塑性区大小并无直接影响。因此,在实际施工中应充分考虑动态卸荷作用以及开挖速率的影响,注意控制开挖进度,开挖后应对开挖边坡及时进行加固。     

某水电站导流洞施工对边坡稳定性影响分析

西南地区某大型水电站导流洞开挖经过一断层,施工过程中在导流洞进口边坡上部岩体中出现多条裂缝,这些裂缝对边坡稳定和后续施工安全存在不利影响。采用数值模拟方法对导流洞施工期边坡的稳定性进行分析,同时分析了洞身采取初期支护和不同施工顺序对边坡变形的影响。结果表明,边坡变形主要由断层F154控制,导流洞的施工顺序对边坡稳定的影响不大;施加锚索对控制边坡坡体变形具积极作用,可以作为该工程导流洞边坡加固的方法。     

锦屏一级水电站高边坡开挖三维仿真分析

锦屏一级水电站左岸高边坡的开挖高度达到530 m,断层发育,岩体卸荷深度大,地质条件十分复杂,边坡在施工期和运行期的稳定性问题突出。对锦屏一级水电站左岸高边坡开挖施工过程进行了三维数值模拟,详细分析了施工过程中左岸高边坡的应力、位移、稳定性等变化情况,并与实际监测情况做了对比。研究结果表明,锦屏一级水电站左岸高边坡除局部出现拉应力集中现象外,其余基本处于三向受压状态,边坡变形主要为指向临空面的向下变形与卸载回弹变形,除部分块体外边坡的整体稳定性较好;施工过程中需要注重合理的开挖支护程序。     

某库岸开挖边坡卸荷岩体分析评价方法研究

深切峡谷中电站库区岩质边坡开挖过程中形成的卸荷岩体,是影响边坡开挖支护设计与防范库岸产生渗透潜蚀作用及实现坡体长期变形预测所需关注的重点对象。以某电站库区岩质开挖边坡为对象,结合工程地质剖面及应力卸荷量,构建了考虑分级开挖过程和开挖面附近岩体卸荷松弛效应的数值计算模型;以室内分级卸荷试验为基础,界定了不同卸荷量级下变形参数的取值范围;综合对比岸坡初始场应力应变试算结果,遴选确定了考虑开挖卸荷效应的岩体力学参数;结合本构模型的优缺点,对比了Mohr-Coulomb与Drucker-Prager准则分析开挖卸荷岩体的适用性。结果表明：对象边坡初始场特征是遴选岩体计算参数的基础,卸荷分带的预估可为边坡开挖支护范围及变形预测提供参考,区分边坡拉剪与压剪等应力状态是本构模型优选的前提。     

滇中引水石鼓水源工程强风化岩质边坡稳定分析与治理

滇中引水石鼓水源工程地下泵站进水塔边坡主要为强风化岩质边坡，受裂隙、开挖临空面等组合切割，边坡局部稳定问题突出。为分析该边坡稳定性，采用基于连续介质理论和显式有限差分法的FLAC3D软件，分析该边坡在4种不同工况下的变形受力特征和破坏区分布规律，并分别采用强度折减法和摩根斯坦-普莱斯(Morgenstern-Price)法计算边坡安全系数。结果表明：在降雨工况下，该边坡安全裕度有限，安全系数仅达到规范最低要求；针对边坡上部强卸荷带及下部绿泥(绢云)片岩等局部受力与变形不稳定区域，提出了支护方案与治理措施。监测数据表明该边坡在开挖及运行期间变形与受力稳定性良好。研究成果可为类似强风化岩质边坡的开挖支护方案设计与稳定性判别提供参考。     

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。