锦屏高边坡岩体结构与损伤变形机理及其与边坡工程稳定性实效关系研究科研成果通过省级鉴定

2008年2月1日．四川省安全生产监督管理局在中国水利水电第七工程局科研设计院主持召开了锦屏高边坡岩体结构与损伤变形机理及其与边坡工程稳定性实效关系研究科技成果鉴定会。该课题由中国水利水电第七工程局与西华大学岩土研究所共同完成课题研究．鉴定专家组经过讨论和评议．对该项成果给予了充分肯定．     

锦屏一级水电站左岸1#危岩体边坡综合加固治理技术

锦屏一级水电站左岸缆机平台1#危岩体边坡地质条件极为复杂、安全稳定问题突出、影响范围较大,对其开展稳定性及加固治理的研究意义重大。按照"边坡地质结构分析→稳定状况简析→支护技术与施工成果实践→监测分析"的方法体系开展了研究工作。经对监测资料进行分析及4年的运行实践证明,所采取的加固措施得当,取得的成功经验对类似工程边坡的研究及治理有一定的参考价值。     

锦屏一级水电站特高边坡施工的安全控制

2005年锦屏一级水电站开始坝肩高边坡的开挖施工,为确保工程施工安全,对工程边坡开挖施工进行了研究：① 研究工程区的地形地质条件,根据地质环境特征,进行工程岩体稳定性分区;② 研究自然坡体稳定性评价方法,评价工程边坡外围区岩体稳定程度,划分危险岩体分布,研究工程边坡的岩体稳定程度及开挖过程中会出现的变化,提出潜在不稳定岩体的结构面组合与块体分区;③ 研究并提出开口线以外危险岩体的处理方案,研究工程区的潜在不稳定岩体的处理方案;④ 认真实施岩体加固处理措施,施工程序要符合有利于坡体稳定和施工过程安全原则,依据开挖过程揭露的地质条件,开展潜在不稳定岩体的搜寻分析,搜集原位监测资料,调整支护加固方案,确保施工安全。     

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。     

锦屏一级水电站左岸坝肩岩体直剪蠕变特性研究

通过对锦屏一级水电站左岸坝肩边坡结构面岩体的直剪及直剪蠕变研究,分析研究其瞬时抗剪强度和长期抗剪强度特性,最终为左岸边坡岩体稳定分析提供长期抗剪强度参数。     

董箐水电站层状结构砂岩与泥岩边坡变形破坏模式分析

对于由层状结构砂岩与泥岩组成的工程边坡,可按岩层产状与边坡方向夹角关系划分为不同类型的边坡;在对董箐水电站工程区内不同岩体结构类型的边坡以及其发生的岩体失稳变形破坏特征分析的基础上,归纳总结出若干个边坡岩体变形破坏模式,并对每一种变形破坏模式的变形破坏特征及其影响因素进行了较为详细的分析研究.     

岩石边坡微震监测安全预警与应用

针对锦屏一级水电站左岸边坡突出的稳定性问题,结合微震监测技术,研究了边坡预警框架、微震预警功能、多元信息融合判据,构建边坡稳定性安全预警体系,提出锦屏一级水电站左岸边坡预警思路,建立基于微震监测的边坡稳定性局部预警方法、考虑微震损伤效应的边坡稳定性整体预警方法以及多元信息融合判据的综合预警方法,形成一套独具特色的岩石高边坡稳定性综合预警系统。在此基础上,对左岸坝肩边坡出现的实际工程问题进行成功预警。结果表明,提出的综合预警方法可以较好地预测岩石边坡变形失稳风险,为锦屏一级水电站边坡施工期及运行期的安全预警提供了依据,也为类似岩质边坡工程稳定性预测研究提供了一条新的思路。     

锦屏高拱坝三维非线性有限元稳定分析

高拱坝坝肩的稳定性是拱坝结构安全运行的基础,锦屏高拱坝坝址区左右坝肩存在几条规模较大的断层、深部节理裂隙、层间挤压错动带、低波速带、岩体风化、卸荷等不良地质结构,因此,坝肩稳定性成为锦屏高拱坝设计中的重大技术问题.运用三维非线性有限元分析方法,对锦屏高拱坝坝肩加固处理前后的稳定性进行了分析对比研究,揭示了边坡失稳的可能形式、部位及规模,并据此对边坡的稳定性进行分析与评价.计算结果表明,锦屏高拱坝加固处理是合理的,满足大坝的稳定要求.     

锦屏一级电站左岸拱肩槽边坡开挖数值模拟分析

锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡岸坡陡峻,坡体岩性较差,断层、层间挤压错动带、顺坡卸荷裂隙和深部裂隙发育.拱肩槽边坡开挖在一定程度上切除了维持边坡稳定的部分外围岩体,从而对工程边坡及上部变形拉裂岩体的稳定性产生了不利影响.选择拱肩槽II1.II1,剖面,采用弹塑性有限元法对拱肩槽边坡的开挖进行数值模拟,分析了工程边坡的稳定性,并对初拟的"逐层开挖,边挖边锚"施工步骤的合理性进行了评价,提出了若干对工程建设具有一定指导意义的建议.     

锦屏一级水电站左岸边坡深部变形安全监测分析

锦屏一级水电站左岸边坡地质条件非常复杂,边坡稳定性问题十分突出,通过安全监测能得到该边坡在不同时间的真实状态并适合做长期稳定性评价.在分析了相关仪器的具体布置后,运用“水电工程高边坡安全监控分析系统”,对监测数据进行了提取分析和总结,得到了高边坡变形规律.结果表明,左岸边坡深部变形处于可控范围内,监测数据对后续的施工提供了及时、正确的反馈信息.其研究分析思路可供其他类似边坡安全监测工作参考和借鉴.     

强卸荷、倾倒拉裂破碎岩体条件下高边坡岩锚破坏性试验研究

在建的雅砻江锦屏一级水电站工程,其左岸人工开挖边坡高差达550余m,该边坡岩体卸荷强烈、倾倒拉裂变形严重,并伴随深部裂缝.为解决边坡局部滑块与整体稳定问题,设计上采用了布置数量众多、规模宏大的压力分散型预应力锚索作为进行边坡加固的主要手段之一.通过在边坡锚索破坏性试验,验证了该类型锚索结构的合理性、锚固单元体受力性能的适应性、施工工艺可操作性及锚索受力破坏特征,并结合监测与试验数据进行研究,以探讨锚索极限承载的各项性能指标.     

锦屏深切河谷高边坡稳定性分析及加固措施

在总结了大量工程实例的基础上，对深切河谷高边坡的坡体结构进行了详细的研究，并对坡体结构进行了科学的分类。对锦屏一级水电站高边坡稳定性分析采用改进的极限分析Sarma法与三维多重网格极限平衡法，并通过工程实例验证了方法的可行性与适用性，为深切河谷高地应力区边坡稳定分析提供了更为合理的分析方法。在对锦屏一级水电站边坡稳定综合分析的基础上，提出了科学合理的高边坡支护设计方案，并对支护后的高边坡进行了稳定性计算，验证了所设计的高边坡支护方案是合理可靠的。     

锦屏水电站缆机平台高陡边坡开挖支护数值模拟

以锦屏水电站缆机平台高陡边坡为例,采用有限元法对其分级开挖支护过程进行数值模拟计算,分析不同的单级开挖高度、岩体强度参数和支护时间对高陡边坡变形和稳定性的影响。结果表明边坡的变形、安全系数受岩体强度参数影响较大;较好岩体条件下,单级开挖高度和支护时间对边坡的变形、安全系数影响很小,较差岩体条件下,单级开挖高度和支护时间对边坡的变形、安全系数影响显著,且单级开挖高度越大,支护的作用效果越明显。研究成果可为实际高陡岩石边坡工程开挖支护方案优化和施工提供参考。     

雅砻江锦屏电站右岸岩质高边坡安全监测分析

锦屏一级水电站右岸为岩质高边坡,地质条件复杂,工程位置重要,其安全性直接影响枢纽区建筑物.为研究右岸高线混凝土系统边坡变形趋势,以其开挖揭示的地质概况的分析为基础,重点分析该边坡的多点位移、外观变形及锚索荷载等监测信息,以期对工程的运行期安全产生指导意义.     

浅谈锦屏一级水电站高边坡预应力锚索破坏性试验

锦屏一级水电站左岸边坡高度大、坡度陡、地质条件复杂,在开挖过程中,采用浅层支护与深层支护相结合,在整个左岸边坡布置了大量的预应力锚索。为验证岩体预应力锚索设计参数,优化锚索施工工艺,加快施工进度,并为大规模施工积累经验,在复杂的地质条件下做了预应力锚索破坏性试验(受力性能试验)。试验表明,工程采用的锚固材料和锚固结构满足安全要求。     

锦屏一级水电站猴子崖边坡三维非连续变形数值模拟

利用5m等高线建立真实的三维地质模型,对锦屏一级水电站右岸下游河道猴子崖边坡进行了三维非连续变形数值模拟,计算比较了在天然状态和泄洪雾化雨作用下坡体内及结构面上的应力、变形及塑性区分布情况,分析了边坡可能的滑动趋势及滑动范围。计算结果表明,猴子崖边坡在天然状态下即具有较明显的块体失稳范围,其范围与前期地质判断基本一致。在泄洪雾化雨作用下,坡体应力场逐渐恶化,块体失稳边界形成,通过对位移场的判断,可进一步明确失稳块体的范围。结构面和坡体节理方向塑性区有较大扩展,块体具有明显的失稳下滑趋势,需要对该部分岩体加强支护,做好防排水措施。     

盖下坎水电站左岸拱间槽边坡稳定性分析

当岩体受力后变形和破坏一般都是沿岩体中已有结构面发生和发展的,其变形和破坏程度则与结构面的性状有很大关系,因此,研究水工建筑物的边坡稳定状况是工程实践中十分重要的.以盖下坎电站为例,对大坝左岸边坡不稳定岩体进行了分析和评价,为设计合理确定工程开挖边坡提供依据.     

锦屏一级水电站运行期谷幅变形特性与影响因素分析

通过对锦屏一级水电站运行期跨江段谷幅历年变形值进行比较分析,总结运行期谷幅的变形规律和左岸边坡的变形收敛情况;采用逐步回归分析方法,分析运行期边坡谷幅变形的影响因素,分析库岸岩体变形与库水位、气温及其他作用因子的相关性,总结运行期左岸变形的时空分布规律与特点;通过各种观测手段与谷幅变形进行对比分析,对谷幅观测的可靠性进行验证,论证谷幅成果的可靠性和真实性。     

大奔流沟料场高边坡锚索锚固力增大原因分析

锦屏一级水电站大奔流沟料场人工边坡是目前国内在建水电站工程中的最大高度边坡。为确保边坡的稳定性,对坡面采取了系统锚杆、预应力锚索、挂网喷护等支护措施。2011年2～4月,现场监测发现,在边坡2 010 m高程附近的预应力锚索大面积出现锚固力持续增加并伴有局部变形破坏现象。结合边坡工程地质条件,运用工程力学与岩体力学原理对预应力锚索锚固力持续增大原因进行了分析,认为锚索锚固力持续增大主要是因开挖使砂、板岩坡面岩体下坐变形所致。后续深层支护完成后,锚固力收敛并趋稳定。     

水电七局科技项目荥获中国科学技术奖

日前，经第二届中国岩石力学与工程学会科学技术奖评审委员会依据国家科学技术奖励条件和社会力量设立科学技术奖管理办法认真评审。经无记名投票，评委会认定水电七局科研设计院与西华大学合作研究的“锦屏高边坡岩体结构与损伤变形机理及边坡工程稳定性实效关系研究”科技项目为第二届科学技术奖三等奖。