考虑断续节理影响的溪洛渡拱坝模型破坏试验研究

金沙江溪洛渡工程大坝为混凝土拱坝,最大坝高278m,拱坝坝肩及坝基岩体内未见大的断层及软弱结构面,坝肩稳定性主要受分布于岩体内的层间和层内错动带以及节理裂隙的控制。本文用超载法对溪洛渡拱坝稳定安全系数相对较低的410m高程平面拱圈及其坝肩岩体进行模型破坏试验,主要研究超载条件下含断续节理岩体的破坏过程、破坏形态和破坏机理。试验表明:由于玄武岩的脆性特点,模型坝肩岩体呈脆性破坏,其破坏机理是裂隙端部的应力集中引起岩桥的断裂撕拉破坏,随着超载倍数的增加,裂缝开度增大,最后呈现阶梯状破坏形态。     

含原生隐性节理工程岩体分级方法

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩体内原生微裂隙发育,分布有宏观肉眼不易辨认的隐性节理,节理面较平整,多呈闭合状,为断续镶嵌结构,但岩石强度大,纵波波速高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配。以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展现场钻孔取芯、声波测试与点荷载试验,采用目前较为常用的几种工程岩体分级方法对其开展分级研究,对比分析岩体分级的结果与工程实际情况是否具有一致性;并以BQ分级方法为基础,在特定条件下引入RQD来修正岩体完整性系数K_v值,建立了一种适用含有原生隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,分级结果与工程实际具有较好的一致性;最后,通过现场原位岩体变形试验对改进的分级方法进行验证可知,测试得到的柱状节理玄武岩变形参数与改进后BQ法的分级结果具有较好的匹配性。     

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。     

浅析水电站左岸坝基柱状节理玄武岩保护层开挖精细爆破技术

白鹤滩水电站拱坝基础分布第一类柱状节理玄武岩,第一类柱状节理玄武岩微裂隙发育、层内发育多条缓倾层内错动带,开挖后岩体易松弛。开展柱状节理玄武岩开挖爆破生产性试验,总结并推荐柱状节理玄武岩开挖爆破参数,施工中动态优化保护层开挖爆破参数、施工工序精细控制和精细爆破技术,确保白鹤滩水电站左岸坝基柱状节理玄武岩保护层开挖施工质量满足设计要求。     

白鹤滩水电站左岸导流洞不良地质段开挖支护处理措施

白鹤滩水电站左岸导流洞工程地质条件复杂,柱状节理玄武岩分布广泛,断层、层内层间错动带、随机裂隙发育,隧洞埋深较大,高地应力产生片帮、岩爆现象频繁,施工难度大。通过介绍白鹤滩水电站左岸导流洞工程岩爆、片帮、柱状节理段及层间层内错动带等不良地质段开挖卸荷下的主要特征及采取的处理措施,可为其他类似工程提供参考。     

小湾电站坝肩抗力岩体控制爆破试验技术

以小湾电站左、右岸坝肩抗力岩体工程为背景,对双曲拱坝左、右岸基础深度发育的断层、受裂隙影响的IV2类岩体、煌斑岩脉(X)、层间挤压错动带等软弱岩带,变形模量低和工程地质性状差进行挖出、灌浆和混凝土置换处理,达到提高承载力和变形模量的目的。通过爆破振动控制技术,降低爆破振动对围岩松动和裂隙增大及增多、岩体内的锚索和锚杆锚固力降低、混凝土开裂等产生的不利影响。     

玄武岩中石英绿帘石型层内错动带成因初探

在我国西南地区许多水电站坝区岩体中，缓倾角的层内错动带发育相当普遍，它们对岩体的局部稳定性起控制作用。在某玄武岩坝址区，发育有几种类型的层内错动带，本文对其中的石英绿帘石型层内错动带的成因进行了初步探讨。     

基于3DEC的洞室开挖支护中错动带作用机制研究

西南某水电站泄洪洞上平段发育柱状节理玄武岩并被断层、错动带等不利结构面切割,具有断面大、地应力偏高、地质条件复杂的特征,尤其是以缓倾角为代表的错动带对地下洞室的影响不容忽视。结合左岸泄洪洞岩体物理力学及支护参数,采用3DEC三维离散元软件对错动带发育洞段开挖支护过程中洞室的应力场、位移场及塑性区进行了数值模拟,对开挖支护过程中应力应变变化特征进行了分析。模拟结果证明其支护方案可有效控制围岩的变形。     

锦屏水电站高边坡层状岩体本构关系的研究

层状岩体在岩土工程中是经常遇到的,锦屏一级电站工程规模巨大、层间挤压错动带、节理裂隙等构造结构面发育,对边坡在施工期和运营期的安全构成严重的威胁,因此有必要对其层状岩体的本构关系进行研究。根据边坡开挖区的地层岩性、地质构造和层状岩体的特性,研究边坡层状岩体的本构关系,对合理施工和工程安全具有十分重要的意义。     

复杂地质条件下大型导流洞群快速开挖施工技术

白鹤滩水电站左岸导流洞具有开挖断面大、地质条件复杂、开挖支护施工强度高、施工工期极其紧张等施工特点和难点。介绍了在层间、层内错动带、高地应力引起岩爆、玄武岩柱状节理等不良地质条件下,通过采用科学的开挖支护方案和程序,该大型导流洞群洞挖创造了40.65万m3/月的月开挖强度记录,可为同类工程提供借鉴。     

似层状结构岩体变形参数的软弱层带厚度效应

通过对赋存于似层状态结构玄武岩岩体中随机发育缓倾角软弱结构面的发育特征，即厚度，密度或间距的统计分析，获得了对其本岩体变形模量考虑软弱结构面厚度效应的弱化参数，最后通过“厚度加权”和“变形等效”法得到水平和垂直的变形模量值。     

非均质结构岩体的综合变形模量

针对二滩水电站坝区岩体结构极不均一的特点,如何求取岩体的变形模量,本文提出了“细单元—变形等效”综合分析法,其基本思路和方法为:首先按控制岩体变形特性的主要地质因素,即岩体完整性、节理面风化程度、节理性状等,进行细致的地质细单元划分,并以评价岩体变形特性的复合指标(RRDF)作为定量划分的根据;再按与各类细单元条件相似、RRDF类同的试验点成果值,采用计算式求得综合变形模量。     

灵关水电站调压井超前预固结灌浆施工

灵关水电站调压井围岩不论是风化岩体还是新鲜岩体的完整性均较差。由于层间挤压错动严重,弱风化及新鲜岩体中共发育七条岩块岩屑型软弱夹层和两条泥夹岩屑型软弱夹层,其抗剪强度均较低,对井壁围岩稳定影响较大。针对如此复杂的地质情况,采取了超前预固结灌浆,灌浆工艺为孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆、全孔灌浆结束后安装锚筋束进行加固支护的措施,取得了较好的效果。     

碛口水利枢纽坝址泥化夹层结构研究

从宏观到微观对黄河碛口水利枢纽坝址区红色沉积岩地层中泥化夹层的结构特性进行研究。宏观结构上，泥化夹层可分为节理带，劈理带和泥化错动带。泥化错动带为泥化夹层性状最差的部位，其微观结构模型为基质状微结构和紊流状微结构。     

岩体原位试验新技术在水工复杂岩体工程中的应用综述

为解决复杂岩石力学问题,研发了复杂应力路径岩体高压真三轴原位试验技术及流变试验技术、岩体原位大尺度模型试验技术以及岩体破裂扩展精细探测技术等岩体原位试验新技术,并将其应用于白鹤滩柱状节理玄武岩修建高拱坝适宜性、锦屏二级引水隧洞高应力条件下深埋岩体力学特性、乌江构皮滩垂直升船机软岩地基长期变形预测等水工复杂岩体工程关键技术问题的研究。主要研究成果为:①针对高地应力岩体和地下洞室开挖复杂应力路径岩体的变形破坏问题,获得了柱状节理玄武岩、深埋大理岩考虑中间主应力影响的非线性强度准则的强度参数;②针对高应力、复杂应力路径条件下复杂结构岩体的流变特性问题,获得了深埋大理岩流变参数;③针对柱状节理玄武岩松弛特性及预应力锚固防松弛措施,实现了柱状节理玄武岩开挖松弛过程以及岩体真三轴试验破坏过程声发射精细探测;④针对构皮滩超高垂直升船机桩-软岩复合地基长期变形问题,获得了桩-软岩复合地基流变参数。该成果提升了岩体原位试验技术水平,发展了岩石力学基础理论,对解决水工复杂条件下的岩石力学新问题提供了技术支撑。     

某坝址玄武岩岩体强度和变形特性

通过现场地质调查，结合原位试验和岩体质量分类，研究了某坝址玄武岩岩体的变形和强度特性，结果表明：该坝址玄武岩岩体单轴抗压强度，抗强度和内聚力大约比完整岩石相应低１－２个数量级；变形模量低１－２倍；从弱风化上段， 化下段到微新岩体，抗压强度以２－３倍的量级增大，耐抗拉强度以一个数量级     

溪洛渡水电站坝区岩体层间层内错动带现场渗透及渗透变形特性研究

层间层内错动带是溪洛渡水电站坝基中广泛发育的缓倾角结构面，本文针对电站坝址区岩体层间层内错动带进行了原位渗透特性研究，并对影响层间层内错动带临界坡降、破坏坡降、渗透系数的因素及渗透变形过程进行了分析。     

不规则柱状节理玄武岩变形参数反分析研究

在力学分析时,柱状节理玄武岩可视为玄武岩刚性材料与节理面接触材料的复合型二元介质,其物理力学特性主要由节理面控制。同时,节理面法向刚度K n和切向刚度K s选取标准直接影响到等效岩体变形模量。结合白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩原位变形载荷试验,基于广义回归神经网络(GRNN)及三维离散元模拟(3DEC)方法进行节理变形参数的反分析,分析计算结果与实测结果吻合较好。     

铜街子水电站坝址玄武岩层内错动的工程地质研究

文章分析论述了铜街子水电站,厂、坝区基础玄武岩层内错动的分布和构造特征,及其物理力学性质;结合工程地质分类将其分为四个类型,初步分析了层内错动的成生机理。     

皂市水利枢纽大坝建基面选择与验证

皂市水利枢纽坝基岩体主要为石英细砂岩夹软弱夹层.软弱夹层性状由好至差依次分为软岩夹层、破碎夹层、破碎夹泥夹层、泥化夹层等4类.夹层分布连续性较差,多有尖灭、交错出现,局部呈透镜体状,受地下水及层间错动影响性状变化较大.以初设勘察资料为基础,依据坝基岩体风化状态、结构类型、岩体完整性、岩石强度、结构面形态与特征、岩体渗透性等具体指标对坝基岩体进行了工程地质分类,通过统计分析、量化数据确定了大坝建基面.施工开挖后与初设进行了对比,验证了初设阶段所确定的建基面准确,分析手段及方法有效、合理.