嘉陵江苍溪航电枢纽船闸工程高边坡稳定性分析

苍溪船闸工程右边墙开挖后将形成最大高约40 m的岩质高边坡,其规模较大,边坡开挖后岩体卸荷变形及结构面切割形成的潜在不稳定块体对边坡的临时和永久稳定带来较大影响。文章采用赤平投影分析、CSMR法、块体稳定理论等多种方法,分析该岩质高边坡在开挖后的稳定性及卸荷变形趋势,为船闸工程的设计、施工提供支持。     

高边坡岩体开挖卸荷效应流变数值分析

对三峡工程船闸高边坡的典型剖面,在试验确定的边坡岩体开挖卸荷带及其参数的基础上,对边坡进行了施工开挖卸荷效应的流变稳定性分析。     

高边坡碉体开挖卸荷效应流变数值分析

对三峡工程船闸高边坡的典型剖面,在试验确定的边坡岩体开挖卸荷带及其参数的基础上,对边坡进行了施工开挖卸荷效应的流变稳定性分析。     

三峡船闸高边坡裂隙岩体渗流监测成果分析

三峡船闸是三峡工程的主要工程之一。闸室区边坡高度一般为70～120m,最高约160m,地下水是影响岩体高边坡稳定的重要因素之一。介绍了船闸高边坡施工期地下水渗流监测的布置和实施情况,根据将近3 a的实际监测成果,分析了施工期船闸高边坡地表降雨、排水、水质、排水硐渗流渗压的变化规律和影响因素;监测成果分析认为,施工期船闸南北边坡地下水位均低于设计水位,与长江科学院计算成果基本一致,随着二期工程的实施,地下水位将随之缓慢降低,说明设计最后选定的渗控方案是基本合理的。     

三峡工程永久船闸陡高边坡岩体卸荷非线性力学分析

结合三峡工程永久船闸陡高边坡特点，将高边坡岩体简化正交异性体，在对高边坡岩体开挖卸荷非线性力学特性充分认识的基础上，提出了各向异性非线性卸荷岩体的力学分析方法－变刚度分析理论，其计算成果与现场观测成果有的一致性。对三峡工程永久船闸陡高边坡岩体开挖分析表明高边坡岩体将产生较大的变形，与以往研究成果有数量级的差别。     

深挖岩质边坡开挖扰动区与工程岩体力学性状研究

为探索边坡开挖扰动区的研究方法和相关的若干理论问题。以三峡船闸高边坡为工程背景。采用多种手段与方法。对高边坡开挖扰动区和工程岩体的力学特性进行了系统研究与分析。主要研究工作与特点表现在以下几个方面：(1)以三峡花岗岩的应力．应变全过程曲线试验和弹塑性分析理论为基础。通过边坡开挖的弹．脆．塑性数值仿真分析。深入研究拉应力区和塑性区分布范围和影响因素。形成开挖扰动区的弹脆塑性预估评价方法；采用多种试验手段对开挖扰动区进行大规模的综合测试。并结合监测结果。建立了开挖扰动区分区模型和划分原则。评价了开挖扰动区内岩体力学性状的弱化程度。由此形成了开挖扰动区的试验与监测研究方法。(2)以考虑卸荷效应的显式有限差分法、正交设计、神经元和遗传算法为手段。建立了系统综合的反演分析方法。对开挖扰动区岩体的力学特性进行了二维弹塑性反演分析；利用所获得的地质与试验资料进行了开挖扰动区工程岩体的分级。从工程分级的角度评价了开挖扰动区工程岩体的力学特性。根据试验、反演、岩体分级等方法的研究成果对工程岩体的力学特性进行综合评估。分析了开挖扰动区工程岩体力学性状弱化的主要原因。研究了轻微扰动区岩体力学参数的尺寸效应。(3)针对三峡永久船闸中隔墩岩体开裂现象。建立了典型的裂隙概化模式。采用裂隙界面单元法进行了裂隙张开变形分析。结合地质调查对塑性区的工程意义进行了研究。表明它反映了开挖完成后的开挖损伤与卸荷影响区。在该区内。原生裂隙将张开。甚至扩展。是工程设计中应当注意的区域。(4)在开挖扰动区监测与试验研究成果的基础上。建立了考虑开挖扰动区的三峡船闸高边坡三维数值模型。分析了边坡开挖过程中和开挖完成后岩体的变形、应力变化过程。对边坡的整体稳定性进行了评价。在现场张拉试验的基础上。采用三维显式有限差分法研究了预应力锚索的加固机理。提出了岩石锚固墙理论；并根据这一理论。应用二维显式有限差分法探讨了预应力锚索(杆)对三峡船闸高边坡开挖扰动区的加固效果。通过以上研究工作。基本形成了边坡开挖扰动区的研究方法。另外。由于此项研究伴随着三峡工程永久船闸的设计与施工而逐步开展的。因而研究成果在工程设计与施工中发挥了重要作用。回答了船闸边坡设计与施工中迫切需要回答的问题。已作为三峡工程的设计与施工的依据之一。在边坡的动态优化设计与施工中得到采纳与应用。     

三峡永久船闸高边坡开挖及加固支护设计

永久船闸高边坡是三峡工程的重要建筑物，也是船闸结构的重要组成部分，规模巨大，技术复杂。确定合理的设计原则，选定合适的安全度标准，拟定合理的开挖形态和进行恰当的加固支护，制定合理的开挖与加固施工程序，确保边坡稳定和变形满足结构及运行要求是船闸高边坡设计中研究的主要问题。结合围绕高边坡设计所进行的大量试验及分析研究成果，系统介绍了船闸高边坡的基本设计思想及开挖与加固支护设计方案。     

三峡永久船闸高边坡开挖及加固支护设计

永久船闸高边坡是三峡工程的重要建筑物，也是船闸结构的重要组成部分，规模巨大，技术复杂。确定合理的设计原则，选定合适的安全度标准，拟定合理的开挖形态和进行恰当的加固支护，制定合理的开挖与加固施工程序，确保边坡稳定和变形满足结构及运行要求是船闸高边坡设计中研究的主要问题。本结合围绕高边坡设计所进行的大量试验及分析研究成果，系统介绍了船闸高边坡的基本设计思想及开挖与加固支护基本设计方案。     

裂隙岩体损伤流变断裂力学模型及其工程应用

结合“八五”国家科技攻关项目“三峡船闸高边坡关键技术研究”及国家自然科学基金重大项目子课题“三峡船闸开挖卸荷岩体高边坡的稳定变形机制及加固优化措施”,采用理论和试验分析的方法,从细观尺度到宏观尺度研究了岩石的损伤流变断裂,建立了裂隙岩体的损伤流变断裂力学模型,并将其应用于三峡永久船闸高边坡稳定分析。本论文包括以下内容     

三峡临时船闸及升船机高边坡岩体变形特征

以现场实测资料为依据 ,分析了三峡临时船闸及升船机高边坡岩体变形特征及其形成机制 ,认为岩体变形形式和机制与岩体地质结构面类型及其在边坡中的分布密切相关。并且 ,即使是在坚硬的花岗岩边坡中 ,岩体流变变形是存在的 ,对边坡稳定具有重要的工程意义     

地下工程开挖对斜坡体影响的研究

在丘陵地区进行地下工程开挖将破坏坡体原有的稳定性，并形成新的平衡体系。应用随机介质理论，找出地下开挖影响区域内不同空间位置上的附加形变应力场大小及其随工程开挖的演变规律，再结合边坡稳定性的极限平衡分析理论与方法，将两种作用的效应叠加起来，推导出边坡稳定性的综合评价方法，在此基础上，通过改变地下工程的开挖宽度与深度，探讨其对斜坡体稳定性的影响特点，并总结其变化规律。     

风化岩质顺层滑坡因素的敏感性分析

采用不平衡推力法和数理统计分析法，结合浙江省泗溪滑坡的工程实践，研究影响风化岩质顺层滑坡各因素的敏感性。研究结果表明，可能滑面岩土体内摩擦角对边坡稳定系数的影响最大，地下水位降低量对稳定系数的影响次之，坡高变化率对稳定系数也将产生一定的影响；边坡岩土体粘结力和边坡岩土体容重在可变化的范围内对稳定系数的影响并不大。     

块体理论在三峡工程中的应用

在介绍裂隙随机块体和定位块体研究方法的基础上,提出一种块体运动模式的矢量判别方法,应用块体理论对三峡地下厂房围岩裂隙随机块体及大型断层定位块体和三峡船闸高边坡块体进行分析,并对加固后块体的稳定性进行研究。     

三峡永久船闸混凝土边坡极端不利外水压力分析

三峡永久船闸采用直立岩坡贴壁式薄衬砌边墙,墙后外水压力水是边墙稳定的重要荷载。船闸闸室水位变动频繁,当闸室水位突降,由室内渗出的外水即构成作用在边墙上的外水压力。考虑了墙内排水体系的作用,对非恒定渗流问题进行了多工况分析,给出极端最大外水压力值。     

高地应力条件下大型地下洞室群稳定性综合研究

 从认识论的角度提出数值仿真技术服务于地下工程实践的PFP分析方法,并随拉西瓦水电站地下厂房工程开挖进度分3个阶段对洞群围岩稳定性进行系统地分析和预测。研究成果表明：在高地应力硬岩洞室群开挖过程中,不同部位围岩位移具有明显的空间差异性和时间渐变性;岩体中应力表现出一定的波动性、转移性;多洞室交叉使得围岩松弛区域具有一定的特殊性;围岩破损模式和深度也具有区域差异性等。其成果为洞室开挖与围岩支护改进提供了科学依据,也被实际洞室开挖过程揭示的变形规律和围岩开裂、掉块等破坏模式所证实。这些高地应力下硬岩力学行为规律对其他类似地下工程围岩稳定性研究也具有较好的借鉴意义。     

三峡永久船闸岩石高边坡工程稳定技术

在阐述船闸高边坡工程特点的基础上，论述了该工程实施的技术路线，并重点介绍了工程规模、岩体支护、防渗排水、施工程序与爆破控制和监控技术，最后得出了施工期边坡总体和局部稳定、总体变形基本控制在预计范围内的结论。     

三峡库区岩质边坡稳定性分析与防治工程设计

基于极限平衡理论,针对三峡库区岩质边坡,分析了边坡的结构构造、破坏模式以及稳定性计算方法,并对该段边坡进行了稳定性计算。研究结果表明,该边坡为顺向坡,坡面与岩层面基本吻合,有可能沿岩层面发生顺层滑移,该高切坡的稳定性较低。通过对边坡采用锚杆加固、挂网喷射混凝土护坡的治理措施,可以增强边坡的整体稳定性。     

三峡永久船闸输水系统的地下工程开挖及支护设计

通过对地面与地下工程开挖工程序数值模拟计算成果的分析,阐述了地下工程开挖程序、开挖方式、系统支护及地质缺陷处理的确定原则。实践证明：永久船闸“先洞井挖,再明挖”及“隧洞局部支护、竖井全面支护”的开挖支护原则是合理的。     

Application of vertical drainage to dewatering seacoasts

One of the most common difficulties arising when building roads and railway lines in seacoast areas is the high watertable in these regions. Among the applied dewatering methods, the most effective seems to be vertical drainage permanently lowering the level of underground water. Application of this method has also been carried out in Iraq. One should consider the fact that the vertical drainage method permits dewatering of not only the existing targets but also the areas designated for new construction. Lowering the watertable allows stabilization of the bed, and that secures stability and resistance of the foundation. The vertical drainage system depends upon underground water intake flowing to the drains from the directions of watershed in order to avoid its damming up under the building site. Dewatering according to the drainage system is much more efficient than open drain systems applied until now. From the technical point of view the system under discussion is much easier to operate, it consumes, less time and at the same time limits the number of people employed, workmen, engineers, and engineering equipment. Moreover, it has the advantage of dispensing with the expenses connected with the construction of passes and bridges, which are indispensable when the open drain ditches systems are applied. One opening of the proposed drainage may drain about 50 ha. The method is much more economical and much more efficient provided the whole drainage system is properly planned, and properly executed.     

Sanierung der Drainage- und Kontrollbohrungen im Untergrund der Sorpetalsperre

Remediation of the underground drainage and control system of the Sorpe dam To ensure the structural stability of the Sorpe dam, the Ruhrverband is remediating the no longer fully functional underground drainage and control system. Built between 1926 and 1935, the 69 m high rockfill dam with a concrete core seal was damaged during the Second World War, which led to increased seepage water in the inspection gallery. In the 1950s the original drainage system was therefore grouted and a new system created. In the 2010s it was discovered that the boreholes in the bedrock were no longer at their original depth due to sediments containing iron and manganese. In the current remediation the existing drainage and monitoring boreholes are either being widened by drilling or filled with cement suspension and replaced with new borehole profiles. All boreholes will then be converted into measuring points for monitoring the water level, seepage water and pressure. The drilling work poses a particular challenge due to the limited space within the dam structure. In July 2022 the remediation work was temporarily halted due to the occurrence of chemical injection agents containing PAHs. The work is expected to continue in the first quarter of 2024 using strict separation of clean and contaminated areas with artificial ventilation as well as a flocculation and activated carbon filter system for the drilling fluid.