水位升降对倾倒变形体稳定性影响的数值模拟研究

以某水电站为研究对象,利用FLAC3D有限元模型,研究水位升降对倾倒变形体稳定性影响的数值模拟方法。实验证明:水位上升时,上游区倾倒变形体的稳定性较差,最小稳定性系数是1.217,下游区倾倒变形体的稳定性较强,最小稳定性系数是1.248;上游区处于基本稳定-欠稳定-基本稳定状态;下游区始终处于基本稳定状态;水位下降时,上游区倾倒变形体的稳定性较强,最小稳定性系数是1.193,处于基本稳定-欠稳定-基本稳定-稳定状态;下游区倾倒变形体的稳定性较差,最小稳定性系数是1.186,处于欠稳定-基本稳定状态。     

西南某水电站大型倾倒变形体稳定性评价与处理

西南某水电站大型倾倒变形体位于右坝肩顶部,其稳定性直接影响工程建设与运行的安全。在对该倾倒变形体的成因机制、结构、变形及力学特性进行分析的基础上,对开挖前的稳定性进行评价;结合施工处理方案及监测成果分析,对该倾倒体工程处理后的稳定性进行了复核评价。     

云南苗尾水电站倾倒变形体边坡稳定性分析

倾倒变形破坏是高山峡谷地区反倾薄层状斜坡的典型失稳形式之一。为了分析云南苗尾水电站库区倾倒变形体边坡(QD8)稳定性,对其岩体结构进行调查,并分析了两种破坏形式。采用极限平衡法,计算倾倒变形体边坡在天然、地震、蓄水和暴雨4种工况下的稳定性。结果表明:边坡最小安全系数为1.18,整体稳定性较好;运用离散元法,得到边坡的应力和位移分布,最大位移为0.14 m,存在局部坍塌现象,因此倾倒变形体边坡(QD8)稳定性较好。研究成果可为倾倒变形体边坡稳定性分析提供借鉴。     

新龙水电站库区倾倒变形体数值模拟分析

新龙水电站是雅砻江上游梯级电站开发甘孜—新龙段4级开发中的第4级电站,是以发电为主的电站。水电站右岸近坝库段大范围发育有倾倒变形体,总体积约1 600万m3。该变形体在水库蓄水后,受地下水位升高、浸泡影响,变形体岩体的抗剪强度指标降低,极易导致变形体边坡失稳,从而对大坝、泄洪(放空)洞、电站引水口等建筑物安全构成威胁。针对该倾倒变形问题,通过对倾倒变形体工程地质特性及失稳模式等分析,建立边坡离散元的数值计算模型,得出岩体倾倒变形特征和变形破坏机理发展过程,从倾倒变形体的变形特征上来看(以地震工况为例),边坡变形体破坏主要位于强倾倒变形体中,弱倾倒变形体破坏不明显。强倾倒变形体主要表现为向临空面方向发生倾倒—弯曲—拉裂—折断的变形破坏模式,先在坡脚及顶部发生剪切破坏,中间形成锁固段,后剪切贯通整体下滑,成果可为倾倒变形体的稳定性评价及工程开挖施工提供借鉴。     

某水电站Ⅱ号变形体地震动力稳定性Newmark法研究

Ⅱ号变形体位于某水电站左坝肩下游,其稳定性主要影响左岸坝肩及泄洪消能区安全。用Newmark法对Ⅱ号变形体地震时稳定性进行了分析,得出了其地震时的时程安全系数及位移值。将其结果与常规拟静力法计算及三维有限元计算结果进行了对比分析,探讨了Newmark法在边坡地震动力稳定性分析中的可行性和可靠性,得出了Ⅱ号变形体地震工况下基本满足设计标准。     

蓄水条件下某水电工程坝址区变形体变形 与稳定性研究

库岸边坡在蓄水后的变形和稳定问题一直是水电工程的主要问题, 尤其是坝址区库岸边坡稳定性对水电工程 的正常运营起着至关重要的控制作用。针对黄河上游某水电站库岸一变形体边坡, 在对该变形体边坡基本特征分 析的基础上, 采用数值计算的手段, 对黄河上游某水电站坝址区变形体在自然及蓄水条件下稳定性进行对比分析。 结果表明: 蓄水后变形体边坡的变形具有明显的分区特征, 且坡体的变形受影响较大。同时, 利用强度折减法对变 形体的稳定性系数进行了计算, 变形体的稳定性较好, 考虑到坡体局部稳定性较差, 可能会产生局部失稳破坏, 因 此, 需采取支护措施保证该处坝址区变形体在运营期间的长期稳定性。     

倾倒变形体成因机制及稳定性

陡倾产状岩体倾倒变形是自然界常见的一种地质灾害,对工程建设存在一定危害。水库大坝两坝肩开挖,多为基岩开挖,因此伴随着基岩岩体卸荷倾倒变形体发育。根据现场倾倒变形体的特征,进行形成因机制及边坡破坏模式分析和稳定性计算分析。     

楞古水电站岸坡稳定性及对坝段选择的影响

对楞古水电站拟定了上、下两个坝段方案进行比选,坝段间13.5 km河段分布了唐古栋滑坡、夏日变形体、马河变形体3个特大型-巨型滑坡、变形体,其稳定性成为坝段选择的制约性因素。确定变形边界是变形体稳定性研究的重点,建立了变形分带标准,将边坡变形由表及里分为强松动带、弱松动带、正常卸荷带,作为稳定性分析计算的边界,分别采用二维极限平衡法和FLAC3D三维数值模拟方法研究边坡稳定性。在此基础上,对比分析上、下坝段方案与岸坡稳定的相互影响,得出上坝段方案对河段潜在不稳定边坡适应性较好。     

倾倒变形体成因机制及稳定性

陡倾产状岩体倾倒变形是自然界常见的一种地质灾害,对工程建设存在一定的危害。根据倾倒变形体的特征,进行边坡破坏模式和稳定性计算分析,并综合考虑倾倒体所处部位、规模、工程地质条件,计算出安全系数并提出处理方案。     

U型河段三面临空变形体稳定性分析

以某水电站F3,F9断层上盘变形体为对象,开展了U形河段三面临空变形体稳定性分析。首先从变形体的形态特征和地质条件入手,对其形成机制和运动趋势进行了初步分析;其次,根据潜在的滑移趋势,选取了2个代表性剖面,采用有限元方法计算了代表性剖面在3种工况下的破坏区域,通过对比分析破坏面积发现变形体沿代表性剖面1方向的稳定性较好,而沿代表性剖面2的较差;最后,采用刚体极限平衡法(M-P)和有限元应力法对代表性剖面2进行抗滑稳定计算,结果表明,在各种工况下,变形体抗滑稳定均能满足工程要求。通过研究F3,F9断层上盘变形体的稳定性,探讨了变形体稳定性分析的新思路,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

我国倾倒变形体发育规律研究

倾倒变形体发育规律研究在倾倒变形防治规划及水电工程选址中具有重要意义。统计国内的倾倒变形体,有助于分析我国倾倒变形体发育规律。根据倾倒变形体的分布提出倾倒变形体区域地质易发性分区研究范围,选取地貌、地层时代、地震烈度、构造应力分布为影响因子,针对倾倒变形体进行区域地质易发性区划评价。选择在西部地区发育的11条主要河流上的水电工程倾倒变形体进行地理位置易发性区划评价,分析不同等级中倾倒变形体分布特点与发育要素(岩性、坡高、坡角、发育高程、水平及垂直发育深度)的对应关系。结果表明:倾倒变形体主要分布在四川、青海、云南3省;横断山脉“极大、大起伏高山”区属于倾倒变形体地质极易发区;雅砻江中游、澜沧江中上游、黄河上游、大渡河上游、岷江上游等河流属于倾倒变形体地理位置易发性较高区段。通过此研究,可为西南倾倒变形体防治规划及水电工程选址提供一定的参考依据。     

两河口水电站大型倾倒变形体滑坡处理方案研究

两河口水电站大型倾倒变形体位于场内交通工程3号公路隧道出口边坡,倾倒变形体从山顶延续到山底,总高度约300m。3号公路隧道出口边坡开挖完成后随即对洞口边坡进行了支护处理。由于2010年雨季明显长于往年,雨水浸泡使倾倒变形体产生了倾倒破坏及卸荷拉裂,覆盖层发生蠕滑。在综合分析了倾倒变形体地质结构、滑坡原因后,对拟采用的两种方案进行了经济、合理的分析,得出采用清坡卸载方案用于现场施工,既节省了投资又满足了该工程原有使用要求。     

溪洛渡库区星光三组岸坡倾倒变形成因机制分析

溪洛渡库区星光三组岸坡发生了严重的倾倒变形破坏,由原本的顺层斜坡变为反倾边坡,像星光三组这类特殊的倾倒变形体由于其成因机制与常规的倾倒变形体不同而受到了许多学者的关注。详细描述了星光三组变形体的工程地质条件、变形破坏特征,并基于数值模拟对该倾倒变形体的成因机制进行了分析。结果表明:星光三组岸坡岩层呈现软硬互层的薄层结构,该结构为倾倒变形的形成提供了物质基础;构造作用与金沙江的快速下切分别为变形体的形成提供了高水平地应力与地形条件;溪洛渡库区星光三组岸直倾倒变形演化过程可划分为卸荷变形、时效变形、灾变失稳3个阶段。     

具有复杂变形特征的倾倒变形岩体分带及稳定性

倾倒变形是河谷地区层状岩质边坡一种典型的变形破坏方式。星光三组倾倒变形岩体位于溪洛渡水电站库区,变形体范围内地层从寒武系筇竹寺组至志留系连续分布,碎屑岩与碳酸盐岩表现出复杂的倾倒变形特征。为全面评价变形体的稳定性,借鉴《水力发电工程地质勘察规范》,建立倾倒变形分带标准并确定各带的岩体质量级别;在此基础上,综合各类岩体的岩石室内试验成果和坝基岩体力学参数经验值,采用工程类比方法确定出各变形带不同岩性的物理力学参数;选取岸坡强变形区,运用极限平衡方法进行稳定性计算,其结果与蓄水后岸坡表现出的变形迹象吻合。研究结果对倾倒变形岩体的稳定性评价有一定的借鉴意义。     

水位骤降影响下岸坡稳定性简化分析

水位骤降是影响岸坡稳定的主要外在因素,但现有计算方法均需通过渗透力或孔隙水压力计算或者渗流场与应力场耦合分析来考虑水位下降对岸坡产生的渗流作用,计算过程较复杂,不便于工程设计人员采用。为了便于分析水位骤降对岸坡稳定性的影响,通过对岸坡任一点考虑渗透力与否的应力状态进行对比分析,得到将渗透力对岸坡稳定性影响简化为抗剪强度参数黏聚力降低的这一等效关系,并将此等效关系与强度折减法相结合,建立岸坡稳定性简化计算模型,提出了水位骤降影响下岸坡稳定性简化分析方法,并将该简化分析方法与已有分析方法进行对比分析。结果表明:该简化分析方法结果与岸坡全局临界滑移场（GCSF）方法、Geostudio的Slope/W模块方法及传统极限平衡分析方法计算均质岸坡稳定性所得安全系数相差分别为2.6%、3.5%和3.5%。可见,所建立的简化方法与已有分析方法的结果吻合较好;进一步采用该简化方法与全局临界滑移场（GCSF）方法计算存在软弱夹层的非均质岸坡,所得安全系数相差3.1%。这表明该简化方法计算水位骤降影响下均质、非均质岸坡稳定性均具有较好的可靠性和适用性。     

某水电站卸荷倾倒变形体成因和稳定性分析

依据新疆某水电站右岸边坡现场勘察资料,结合倾倒变形体的岩层倾角,层间裂隙发育间距、岩体松弛程度、岩体结构、卸荷水平宽度、纵波波速和完整性系数等特征,对右岸高边坡岩体进行了强、弱卸荷带的分级,对边坡不同工况的稳定性进行计算和分析评价,对边坡不同区域提出治理措施。     

澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡成因机制

在现场调查资料的基础上,结合倾倒变形体边坡地形地貌特征、地层岩性特征、结构面发育特征、河谷地应力以及岩体力学性能的差异等方面对澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡的成因机制进行了综合分析。结果表明:该大型倾倒变形体边坡地形上呈单薄、突出、三面临空的山梁;地层以薄层陡倾状岩体为主,并且在河谷下切过程中,砂岩和板岩将会出现差异卸荷回弹;边坡岩体中发育与倾倒变形体变形方向一致或相反的裂隙,有利于倾倒变形体的初始变形;河谷下切之前现今地面线附近岩体原始积累的地应力较高,当河谷下切至现今地面线时岩体卸荷强烈;在上述原因的共同作用下,倾倒变形体边坡向临空面发生大规模的倾倒变形。     

高川陈家坡滑坡的形成机制及稳定性评价

在对陈家坡滑坡进行现场地质勘查、现场试验及室内试验的基础上,详细阐述了滑坡基本特征、分析了其形成机制与演化过程。并用极限平衡法和数值模拟法对该滑坡在不同工况下的稳定性进行计算和评价。研究结果表明:天然状态下处于稳定状态,稳定性系数为1.168;暴雨状态下处于欠稳定状态,稳定性系数为1.05;地震状态下(Ⅷ级)处于基本稳定状态,稳定性系数为1.065。两种方法计算滑坡稳定系数结果是基本一致的。     

地震作用下反倾向层状岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析

当前关于弯曲倾倒破坏的研究鲜有涉及到地震荷载,地震荷载对反倾向边坡弯曲倾倒稳定性的影响规律尚不清楚。为了解决上述问题,提出一种分析地震作用下反倾向层状边坡弯曲倾倒稳定性的极限平衡方法,该方法认为边坡发生破坏时,坡体内部应力达到极限平衡状态,即基于边坡破坏面计算得到的坡脚岩层剩余下滑力(倾倒力)为0。基于静力等效替代思想推导了推力线高度的计算公式;通过严格的力学推导确定岩层的稳定区域、破坏区域及破坏区岩层的破坏模式,并通过逐步迭代的方式计算坡脚剩余下滑力(倾倒力)。选用皖南板岩边坡作为工程实例,计算结果表明采用本文方法得到的边坡破坏面和稳定系数是合理可信的。通过地震影响系数的敏感性分析发现,随着地震影响系数的增大,坡脚剩余下滑力(倾倒力)增大,而边坡稳定系数减小,边坡更容易发生浅层破坏,变得愈发不稳定。     

丹水出口段右岸潘家堂变形体边坡稳定分析及加固治理

研究丹水出口段潘家堂边坡变形体产生的机理,根据其地质情况,采用HH-slope软件对现状边坡变形体进行稳定分析计算,所得滑动区域与实际勘测变形体基本一致;采用对潘家堂岸坡变形体上部岸坡削坡减载和下部岸坡高压注浆的综合加固治理措施,复核计算各工况下岸坡的稳定性均满足规范要求。实践证明治理措施取得了较好的效果。