基于FLAC3D的泸定泄洪洞出口边坡稳定分析

采用FLAC3D对泸定水电站#3泄洪洞出口高边坡进行了开挖稳定性分析。结果表明,边坡在无支护工况下分步开挖时,前二级开挖边坡的应力和变形均较小,但开挖至最后一级时变形较大,需对边坡进行及时支护以约束其不利变形。采取加固措施后,边坡处于整体稳定状态,能满足工程要求。     

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区结构面控制型边坡变形机制及稳定性分析

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区边坡开挖施工阶段发现了多条断层和多组裂隙,出现了多次变形突变现象,呈台阶状跳跃增长,且变形大多位于深部10~30m,局部累计监测变形值超过100mm。根据地质、监测及坡表开裂等资料综合分析影响边坡变形的关键因素,并采用三维数值计算方法论证加固效果,复核边坡稳定性。结果发现Ⅰ区边坡是典型的结构控制型边坡,变形范围及深度与结构面fz39、L920位置吻合,变形破坏模式主要是结构面fz39、L920构成的块体KT21滑动破坏。现状条件下边坡已接近临界状态,考虑削坡减载和边坡中下部增加大吨位锚索后,边坡安全性得到显著提升。研究结果丰富了边坡稳定性研究的工程实例,为工程自身建设提供了重要的技术支撑。     

夹岩水利枢纽工程左岸边坡施工期变形分析

夹岩水利枢纽工程左岸泄洪洞洞室群布置区域为顺层边坡,其间发育有RJ₁～RJ₅软弱夹层和F₅、f₁₅、f₁₇等断层,在施工后边坡存在滑动破坏的风险。基于左岸边坡地质资料对施工期监测数据进行分析,并对边坡开挖和支护全过程进行数值模拟计算,阐明了边坡变形规律和控制因素,监测数据和数值模拟结果均表明施工期及开挖完成后边坡整体稳定,其开挖和支护设计是合理的。     

某料场逆层岩质边坡开挖过程数值分析

为研究逆层岩质边坡在开挖过程中的各种响应与稳定性,建立某料场逆层边坡开挖有限元模型,分析该料场边坡在开挖施工过程中的位移、稳定安全系数和滑裂面变化趋势。计算结果表明,开挖对边坡上部岩体变形影响很小,对中部和下部岩体变形影响大;开挖过程中边坡稳定安全系数逐渐减小,开挖后边坡稳定性较好;随着开挖深度的增加,滑裂面上缘起点逐渐远离开挖面,而剪出口始终位于坡脚,以此确定了不同开挖深度的重点监测区域;可采用剪应变来描述料场开挖造成的岩体损伤,并将边坡损伤等级划分为3级。研究成果可为该料场后期施工过程中的稳定性监测和加固措施采用提供参考,也可为类似工程提供借鉴。     

裂隙岩质高边坡开挖加固施工稳定性有限元分析

以重庆市金佛山水利工程取水口裂隙岩质高边坡为例,从边坡形态规模、变形破坏机理及安全性的角度,结合开挖加固过程中的位移、潜在滑动面、剪应变等的变化,研究了裂隙岩质高边坡在分级开挖、边开挖边加固施工过程中的岩体变形及其稳定性。结果表明,边坡在分级开挖、加固施工过程中的整体安全性及边坡位移满足《水利水电工程边坡施工技术规范》要求;加固完成后边坡的可能破坏形式为深层滑动,滑弧上部为拉裂段、中部为直线段,坡脚为圆弧段;第一级开挖后边坡顶部位移发生突变,但在接下来的施工过程中变形逐渐趋于稳定;加固后边坡安全系数明显提高,边坡整体是稳定的。     

河北丰宁抽水蓄能电站下水库进/出水口高边坡支护结构设计研究

河北丰宁抽水蓄能电站下水库进/出水口边坡首先通过理论计算,在开挖前初步确定了边坡的锚喷支护参数,在施工过程中,根据揭露的实际地质条件、监测资料、施工状态及开挖跟踪反分析和围岩稳定分析结果,采取了针对性的边坡加强支护措施,并利用Geostudio和理正岩土软件对加强支护后的高边坡进行稳定性复核计算,优化和完善了合理的边坡...     

金佛山水库左岸岩质高边坡稳定性分析

以重庆市南川金佛山水库左岸岩质高边坡为例,采用极限平衡法、赤平极射投影图解法及工程地质分析法综合分析了原始边坡稳定性状况、设计开挖加固方案对边坡稳定性影响及地震作用下潜在滑坡破坏机制。结果表明,原始潜在滑坡上部为滑移—压致拉裂式破坏机制,下部为塑流—拉裂式破坏机制;开挖边坡前缘强风化、强卸荷岩体有利于边坡稳定,采用锚喷混凝土支护的设计加固方案效果显著;按基本烈度Ⅶ度进行工程抗震设防时边坡整体安全,大规模惯性失稳可能性较小。     

两河口水电站泄水建筑物进口边坡群开挖过程三维数值分析

鉴于两河口水电站泄水建筑物进口边坡的稳定性直接影响到水电站的正常运行,基于实际地质条件,建立了三维数值计算模型,采用三维弹塑性有限差分法分析了该边坡开挖卸荷过程中的位移场、应力场和塑性区分布特征,揭示了边坡岩体潜在破坏部位分布规律,并评价了边坡的稳定性。结果表明,影响边坡稳定与安全的的主要因素是f1和fb13-04断层的切割、开挖坡比和Ⅴ类岩体的分布。结果可为边坡开挖后的支护形式设计及施工程序和施工方法的确定提供参考依据。     

“下软上硬”二元结构型反倾边坡倾倒变形演化机理研究

针对某水电站导流洞进口边坡开挖过程中出现的顺层面张裂缝问题,采用工程地质分析、数值模拟相结合的方法,定性、定量分析裂缝产生机理及开挖边坡稳定性。研究结果表明,进口边坡本质上是一个"下软上硬"的二元结构,作为边坡基座的Pt2-12y具有极薄层的岩体结构特征,开挖卸荷后呈现了较强的弯曲式倾倒变形;边坡潜在失稳区域集中在前缘Pt2-12y岩层内,其变形破坏模式由倾倒-拉裂为主转变为滑移-拉裂;从安全系数计算结果及倾倒变形体的一般破坏特征来看,当前条件下开挖边坡整体稳定是有保障的。     

洛宁抽水蓄能电站排沙洞出口岩质边坡安全控制研究

洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞出口边坡为高陡岩质边坡,该处边坡存在风险主要有:边坡岩体结构面发育、泥化夹层等不良地质风险;爆破开挖加剧岩体结构面扩张的施工风险;下方排沙洞隧道施工对上方边坡的稳定性影响.边坡施工期间出现小范围垮塌,为保证隧道口边坡的安全稳定性,开展了风险分析、边坡稳定性分析、支护优化设计、现场监测相结合的边...     

顺向高边坡与偏压隧洞开挖的稳定性分析

针对顺向高边坡、偏压隧洞工程中岩土参数不确定、地质条件特殊及工况复杂等问题,以涔天河水库扩建工程（#1泄洪洞出口顺向高边坡开挖与偏压隧洞掘进、支护）为例,在描述出口边坡地形、地貌及工程地质条件的基础上,建立了相应的三维数值计算模型。即基于弹塑性理论考虑岩土体的时效特性,在FLAC3D平台上进行了二次开发与数值计算。分析结果表明,围岩和管棚的变形量较小,出口段管棚支护方案基本能维持围岩稳定,但顺向边坡的变形量较大,需预防边坡表层发生破坏;紧邻放空洞未出现贯通塑性屈服区,但管棚两侧应力分布不对称、内侧拱脚应力较大,可能会造成局部失稳,进而对原有工程开挖、支护方案进行了合理优化,可为类似边坡、洞室的施工建设提供安全判据和参考。     

考虑地下水作用的渗流场与应力场耦合分析

以大岗山水电站右岸整体边坡为例建立三维有限元模型,模拟了考虑地下水作用的渗流场与应力场耦合分析的初始、开挖卸荷加固、运行期蓄水三种计算工况,采用FLAC3D软件计算了相对位移场、渗流场和应力场及塑性区的分布情况.通过监测边坡开挖卸荷加固过程的不平衡力,并绘制关键点位移变化曲线,可直观地分析边坡各级平台开挖的变形情况.结果表明,当水库蓄水至正常蓄水位1 130 m时,高程1 255 m的缆机平台和1 275 m平台区域出现朝向临空面的位移,建议布置监测设备测斜管监测变形.     

基于强度折减的洛宁抽水蓄能电站黄土边坡稳定性研究

洛宁抽水蓄能电站业主营地区域某边坡为五级黄土边坡,为了确保边坡稳定性以及边坡前宿舍楼的安全,运用FLAC 3D有限差分软件对该边坡分步开挖施工及运行进行数值模拟,通过计算不同工况下边坡的变形,评价边坡安全状态.研究结果表明:施工期施加支护对边坡位移的抑制作用明显,边坡出现的位移最大值由140mm降低到16mm,锚杆支护...     

某工业园区岩质古滑坡复活影响因素及开挖优化方案

古滑坡以相对平坦的地形优势成为山区工程建设的利用场地,但场地建设过程中的不合理开挖利用,可能造成古滑坡复活而影响工程建设。以某工业园区建设开挖过程中引起局部复活变形的侏罗系岩质古滑坡为例,在对其自动化实时变形数据分析的基础上,通过关联度计算确定了坡体开挖为复活变形的主要影响因素。通过离散元强度折减法反演了岩土体的强度参数,并以模拟结果分析了斜坡的破坏模式。由此,基于滑坡岩土体性质的空间分布,设计了满足场地建设要求的3种优化开挖方案,并以边坡稳定性系数与最大水平位移为评价指标,获得了保证边坡安全的最优开挖方案。研究结果对古滑坡场地利用及边坡开挖方案优化有一定的参考价值。     

某水电站库区边坡稳定性及变形失稳机制研究

某水电站库区边坡变形体在水库蓄水后出现持续变形,且变形速率较大。为揭示该边坡在复杂孕灾环境下的失稳破坏机制及稳定性特征,结合该边坡监测数据、地质构造及外界环境变化情况,从边坡灾变机制及稳定性特征出发,探讨在复杂地质条件、水位变动等致灾因子作用下边坡的失稳模式、破坏机制、渐进失稳过程及失稳后风险,同时也对边坡失稳后的风险进行初步评估,认为该边坡仍处于加速变形且不收敛状态,风险较大,结果可为该边坡后续风险预警管理、工程加固处理等提供参考。     

高中间主应力下地下厂房高边墙围岩补强支护及效果评价

地应力高、岩石强度应力比低和中间主应力偏高是猴子岩水电站地下厂房的主要地质环境特征,且施工期高边墙围岩稳定性问题普遍、突出。结合开挖揭示的高地应力、围岩坚硬较完整和局部节理裂隙较发育等工程地质环境条件,在总结施工期围岩变形破坏特征和分析监测资料的基础上,研究了高中间主应力条件下地下厂房高边墙围岩补强支护措施,并对其效果进行评价。结果表明,补强支护处的边墙围岩变形速率减小,位移得到了收敛,说明支护合理、有效,为类似工程的围岩补强支护和安全控制提供了借鉴。     

黄金坪水电站溢洪道高边坡开挖爆破安全监测

高边坡爆破开挖会引起岩土体结构松弛、强度降低,进一步促进裂隙的产生和发展,对边坡的安全稳定有不利影响。针对溢洪道高边坡开挖施工工程地质条件差、施工作业环境复杂敏感的特点,采用现场爆破试验、爆破振动跟踪监测等技术手段,结合开挖边坡岩体地质力学条件及现场边坡开挖振动情况分析,确定爆破振动控制标准为2.0cm/s,并根据爆破振动衰减规律计算得到不同高程的开挖爆破最大允许单响药量,以指导边坡爆破施工,从而有效地控制了爆破振动破坏范围,确保了边坡开挖工程安全、快速、高效的进行。     

基于剪应变增量的岩质边坡开挖卸荷深度判别

鉴于确定卸荷破坏程度和深度是岩质边坡稳定性分析首先要解决的问题,基于卸荷岩体力学基本理论,提出以岩体剪应变增量确定卸荷分区的方法,将开挖后的岩体划分为剪切变形区、开挖扰动区和应力不变区,并以锦屏水电站缆机平台边坡为例,对开挖过程进行数值模拟计算,通过与卸荷量百分比法的对比分析,验证以剪应变增量为标准判别卸荷深度的合理性,同时表明卸荷破坏程度和深度与岩体结构密切相关,存在结构面的岩体比完整岩体卸荷破坏深度更大。     

数值模拟与实际监测相结合的边坡稳定性分析

鉴于单一利用数值模拟分析边坡稳定性的可靠性不高,应结合相应的监测数据来印证,以某边坡在暴雨工况下的变形破坏为例,基于强度折减理论,首先利用具有多样化建模方式及高精度特点的Rhino 5.0建模软件对边坡建立数值模型,然后通过室内试验、参数反演确定模型参数,再通过FLAC3D分别对该边坡在天然工况和暴雨工况下进行数值模拟计算,最后将数值模拟结果与监测数据对比分析。结果表明,该边坡在天然工况下处于稳定状态,暴雨工况下受持续性降雨影响潜在滑动面岩土力学性质急剧减弱将会发生失稳破坏;数值模拟找到的潜在滑动面与实际监测情况吻合,边坡变形发育阶段与雨水集中期基本吻合。     

西南某水电站边坡变形特征分析

以我国西南某在建的水电站工程边坡为例,借助多点位移计对工程边坡的变形情况进行了监测,分析了边坡的位移量级,探讨了大变形区域的变形规律,评价了锚杆和锚索对控制边坡稳定性所起的作用,进而总结了工程地质条件对边坡大变形的影响,结果可为其他工程边坡的监测提供参考。