长河坝水电站高边坡开挖扰动及支护效应研究

通过对开挖、支护等施工过程的详尽数值模拟,深入分析了长河坝水电站左坝肩边坡的开挖扰动特征及支护效应,得出该岩石高边坡岩体变形、应力及塑性屈服区的开挖扰动及支护效应,并和监测成果相对比,进一步验证所得结论的合理性。采用分步开挖并逐级锚固支护的方案对边坡的加固作用明显。锚固支护除了可以约束岩体的变形,还可以降低边坡岩体的卸荷强度。对类似的西南岩质高边坡开挖支护提出了若干建议。     

某电站深孔泄洪洞进口边坡锚固优化分析

以大型岩土工程数值分析软件(ADINA)为研究手段,基于卸荷岩体力学的理论和方法,对某电站深孔泄洪洞进口边坡进行了开挖卸荷分析。基于此,重点分析不同加固角度对边坡的加固效果,同时也分析了不同锚固力作用下边坡的加固效果,结果表明加固角度为俯角20°时效果最优;锚固力越大,边坡变形越小。考虑到成本控制,采用2 000 kN的预应力锚索。再者,开挖边坡直立坡段处修建有弧形闸门用于泄水,故着重分析此处的加固方案,以保证闸门的正常运行,结果显示锚固力对加固效果有直接影响。研究成果对设计采用锚索加固的高陡边坡工程具有一定的借鉴作用。     

坝基岩体开挖卸荷松弛特征分析及加固措施——以锦屏一级拱坝为例

结合高地应力环境下锦屏一级坝基岩体开挖卸荷松弛特征,分析了坝基岩体开挖不同锚固措施的加固效果,并根据工程现场坝基岩体开挖锚固措施的试验成果,对高地应力环境下坝基岩体不同开挖加固方案进行了对比分析,提出了锦屏一级坝基岩体的开挖实施方案,有效地降低了开挖卸荷松弛对坝基岩体质量的二次损伤。建议在河床高地应力部位实行先锚后挖的施工程序,保护层开挖滞后时间为2~3个月。     

金川水电站导流洞进口边坡稳定性分析

金川导流洞进口边坡地质条件较为复杂,有多组断层及裂隙发育,开挖后形成高陡边坡,边坡稳定问题较为突出。首先以有限元软件ADINA为平台,对预应力锚索、锁口锚索以及锚筋桩进行敏感性计算,做出锚固措施的优化分析;然后使用有限差分软件FLAC3D建立开挖锚固完成后的三维边坡模型,计算了边坡在天然、开挖、加固等5种工况下的边坡安全稳定状况。计算结果论证了锚固方案的合理性,揭示边坡在不同工况中可能发生失稳的部位,对工程建设具有一定指导意义。     

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。     

三峡永久船闸高边坡稳定性几个问题的分析

通过对永久船闸高边坡详尽的地形、地质资料、施工开挖、锚固资料和多种类型变形监测成果的综合分析，对边坡变形的发展过程及影响变形的因素、边坡开挖岩体的卸荷特征、分带及其岩体特性的影响做了深入分析和全面论述。根据边坡变形特点，结合临时船闸和升船机边坡变形的全过程的分析，对永久船闸高边坡开挖施工结束后的变形发展趋势、变形阶段以及时效变形量等做了分析预测。得出结论如下：边坡岩体变形主要发生在施工开挖期，开挖停止后，岩体变形收敛明显，并逐渐趋于稳定，开挖期后的时效变形量，因地质、地形条件不同而有差异，开挖期后的过渡期仍有较大的变形量，在混凝土浇筑，金结安装时应给以足够重视。建立多因子的统计学模型，是研究边坡岩体时效变形和预测边坡变形位移量时的一种实际可行的方法。     

重庆会展公园顺层路堑边坡的稳定性设计及其优化

一、引言顺层岩质边坡稳定性问题在道路交通、水利水电及矿山等重大工程中普遍存在。由于工程开挖引起岩体应力改变和重分配,使边坡极易发生沿岩层面的整体滑移,严重影响工程的安全性。顺层岩质边坡稳定性设计方法受边坡岩体地质情况如岩层倾角、层面抗剪强度、和地下水、开挖方式等多因素影响。目前,顺层边坡主要有两种治理方案：放坡开挖或增设支挡结构物。     

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。     

向家坝水电站左岸人工高边坡处理设计

以向家坝水电站左岸人工边坡为例,对边坡的稳定进行了分析,针对边坡不同的岩组岩体特性,采取了不同的开挖和锚固支护等措施,以确保边坡稳定。结果表明,边坡稳定性较好,处于可控运行状态。     

黄金坪水电站引水隧洞及泄洪洞进口区边坡岩体变形特征分析

黄金坪水电站引水隧洞及泄洪洞进口区边坡为工程地质条件复杂的松动破碎岩体高边坡,根据边坡工程地质条件、变形监测资料,分析边坡开挖后边坡应力变形规律,研究岩体破坏模式,且随时间变化的长期稳定性。岩体变形大小与变化过程、地质条件、施工爆破、锚固等因素有关。     

三峡永久船闸高边坡锚固处理

针对三峡永久船闸高边坡失稳原因,采取以下锚固处理措施:一是向岩体施加利于稳定的外荷载,增加岩体抗滑力;二是将已风化或弱风化岩体保护起来,配合锚固措施增加稳定性。     

采用压缩分散型预应力锚固技术治理下坂地工程倾倒破碎体边坡

新疆下坂地水库的侧槽溢洪洞边坡表层位于基岩倾倒体中,边坡中卸荷裂隙发育,风化破碎,表层部分岩体松驰,裂隙张开,裂缝延伸较长。最长裂缝已延至F5断层,最大宽度80~100mm,在施工中采用常规的整体开挖或锚索加固措施进行支护不能满足设计要求。为此引进SYM压缩分散型锚索技术进行处理,较好地解决了侧槽边坡整体稳定问题。     

高陡边坡卸荷岩体群锚效应试验研究

锦屏一级水电站左岸高陡边坡卸荷岩体采用压力分散型无黏结预应力锚索作为主要支护方式,由于锚索吨位大、间距小,卸荷岩体在锚固力作用下出现较大压缩变形,相邻锚索相互影响导致锚固预应力损失,群锚效应显著。为研究卸荷岩体中的群锚效应,根据相似理论制作了卸荷岩体相似材料模型,进行了群锚加固物理模型试验,结合试验数据和Mindlin解分析了岩体的位移、变形、锚固力叠加效应及锚索预应力损失。研究结果表明卸荷岩体中的群锚效应主要包括:①锚索引起的应力叠加对卸荷岩体具有显著的压缩效应;②锚索张拉造成邻近锚索的预应力损失。最后通过试验分析和理论推导得出了群锚作用下岩体的位移及锚索预应力损失率的计算方法。研究认为,合理设置锚索间距和适当增加锚索长度能有效地减小群锚效应造成的锚索预应力损失,并在实际工程中得到了验证。     

岩质边坡坡率与滑动面倾角对锚固效果的影响

以含结构面的岩质边坡为例,首先采用ANSYS进行建模与网格划分;之后使用FLAC^3D软件内置接触面语句,建立固定的滑动面倾角;最后采用强度折减法求解边坡的安全系数。通过对理论公式的推导与数值模拟结果的拟合,得出如下结论:①在岩质边坡中,通过理论推导,将最优锚固角定义为锚杆自由段承受最大抗滑力时所对应的锚固角。②当坡率固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角增大,安全系数逐渐减小;当滑动面倾角固定时,在最优锚固角状态下,边坡的安全系数随着边坡坡率的增大而减小。③当滑动面倾角固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角的增大,安全系数逐渐减小;当坡率固定时,在最优锚固角状态下,随着边坡滑动面倾角的增大,安全系数先减小后增大。     

索风营水电站Dr2危岩体动力稳定分析

针对索风营水电站的Dr2危岩体在地震作用下的动力稳定问题,以及锚固洞、抗滑桩等加固措施在单独、联合作用时对整体稳定的贡献度问题,通过建立包含危岩体及其加固措施的三维有限元模型,采用振型分解反应谱法计算了危岩体上的滑体在地震作用下的惯性荷载,并将其作为外荷载与静力荷载工况进行组合。基于三维非线性有限元强度折减法,以特征点位移突变、锚固洞(或抗滑桩)截面最大剪力超过其典型截面的斜截面极限抗剪承载力等为失稳判据,以此确定危岩体的动力稳定安全系数。结果表明:天然状态下的危岩体动力稳定安全系数为1.017,不满足规范要求。单独考虑锚固洞或抗滑桩加固时,危岩体的动力稳定安全系数分别为1.10、1.06;洞桩联合加固时危岩体动力稳定安全系数为1.11,洞桩联合加固的效果较好。研究成果对同类复杂岩质高边坡的动力稳定分析具有参考价值。     

基于双剪统一强度理论的岩质边坡最优锚固长度

目前对锚杆锚固长度的研究多基于传统摩尔库伦抗剪强度理论，忽略了中间主应力的影响。鉴于此，采用双剪统一强度理论，基于顺层岩质边坡模型建立不同岩层倾角条件下锚杆的最优锚固长度与锚固角模型。提出了最优锚固长度和锚固角的确定方法，并分析了锚固角和岩层倾角对最优锚固长度的影响。提出锚固界限角确定方法，当锚固角小于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而减小；当锚固角大于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而增大；最优锚固长度随锚固角的增加先下降后上升。将所提出的方法应用到某边坡，计算结果表明，利用提出的模型计算得到的锚固长度相比规范法减少约17.9%。     

基于安全性和经济性多目标优化的岩质边坡锚固计算方法

以节理岩质边坡为研究对象,基于塑性力学的极值理论,将滑动面的安全系数和锚固造价共同作为目标函数,将锚固力方向、锚杆长度、结构面的剪力和法向力作为决策变量,结合岩块的平衡方程约束条件、结构面的屈服条件和锚杆的附加约束条件,建立安全性和经济性多目标的岩质边坡锚固非线性数学规划模型,最后采用线性加权和法求解多目标规划模型得到安全系数、锚固造价的最优值以及最优锚固角,该方法具有概念明确、计算精度高等特点。     

某导流隧洞洞脸边坡治理方案的地质论证

详细阐述了湖北省寺坪水电站导流隧洞进口洞脸边坡变形破坏的地质条件、特征及成因。从地质角度对预应力锚索加固与削坡减载两种治理方案进行比较后,认为对该边坡进行治理适宜采用削坡减载方案,而不宜采用预应力锚索加固方案;并从实践中验证了采用削坡减载方案进行治理是成功的。该边坡为志留系页岩组成的隧洞洞脸边坡,位于特殊的地质环境及特殊的工程场所,其治理方案的地质论证对其它边坡的治理工程具有借鉴作用。     

桥巩水电站船闸引航道岩质边坡支护研究

桥巩水电站船闸上下游引航道岩质边坡地质条件复杂,开挖后暴露出来的岩体比较破碎,局部岩体溶蚀裂隙、溶沟和溶槽发育,存在隐患,为保证岩质边坡的稳定要求,提出了几种支护方案,通过对每种方案的优劣比较,提出了最优的支护措施。     

某岩质边坡稳定性分析及支护方案优化设计

为了保证岩质边坡和坡顶输电铁塔的稳定性,采用边坡稳定理论分析法对该岩质边坡进行稳 定性分析,确定边坡可能破坏模式为沿外倾结构面交线滑移及局部掉块。采用摩尔－库仑等面积圆Ｄ －Ｐ屈服准则来代替传统摩尔－库仑准则,经计算表明与摩尔－库仑准则十分接近。选取合理的岩土 体物理力学参数,运用大型有限元软件Ｍｉｄａｓ／ＧＴＳ对桩锚挡墙和板肋式锚杆挡墙两种设计支护方案进 行对比计算分析,计算表明桩锚挡墙支护方案优于板肋式挡墙,采用桩锚挡墙的优选支护方案。通过对 比现场监测结果,验证了桩锚挡墙支护体系的可靠性,指导桩锚挡墙的信息化施工,为类似工程边坡支 护方案设计提供参考。