西域砾岩高边坡设计和处理

西域砾岩广泛分布于新疆塔里木盆地周缘,随着新疆水利事业的不断发展,在这些区域建设的水利工程不断增多。由于西域砾岩属极软岩,岩性条件较复杂,高边坡处理难度较大,如何在设计中保证高边坡稳定和工程安全,体现环保、低碳的理念^[1],显得尤为重要。文章以新疆迪那河五一水库工程西域砾岩高边坡多年的研究和设计为基础,对西域砾岩变形失稳机理、高边坡的布置和处理措施进行了分析总结,为其他类似工程提供借鉴。     

某水库枢纽工程西域砾岩高边坡处理方案研究

分布于天山、昆仑山山麓地带的西域砾岩,成岩时代晚、强度低,遇水易软化、崩解,抗冲刷能力差。新疆巴州境内的某水库工程坝址区出露地层主要有第四系西域砾岩和第三系泥岩夹层,溢洪洞、发电洞、导流兼泄洪冲沙洞的联合进水口前缘岸坡坡度为75°~87°、坡高84 m,这样的高陡边坡若处理不当,在库水淘蚀下会发生坍塌及岸坡再造,严重时将危及工程安全。根据工程实际,采取了"坡顶削坡减荷、坡脚堆料压重、中部混凝土置换泥岩层、坡面整体喷锚防护"的高边坡综合处理方案。采用二维极限平衡方法,对联合进水口边坡各工况条件下不同滑移模式的稳定状况进行复核计算,并采用三维数值计算方法对其三维稳定状况进行分析评价,验证了高边坡综合处理方案的合理性。     

西域砾岩在新疆奴尔水利枢纽大坝工程中的应用

新疆奴尔水利枢纽工程坝址区主要岩性为西域砾岩,其爆破开挖后与河床砂砾石性质相似,设计将其利用在坝壳下游干燥区内.根据有限元计算分析可知,该部位沉降变形与坝壳之间相适应,符合大坝变形的一般规律,应力水平满足要求.大坝监测资料显示,该填筑区域沉降量较小,与坝体主要部位沉降相协调,与设计计算分析结果基本一致.     

西域砾岩峡谷地形条件下的水库工程技术方案研究

西域砾岩广泛分布于新疆的天山、昆仑山山麓地带,属软岩,具遇水软化、崩解特性,受其影响,其所在河道地形条件也较复杂.文章通过对迪那河五一水库工程峡谷地形条件的分析,在水库坝线选择、建筑物型式、枢纽布置型式、高边坡处理等问题采取了适应峡谷地形特点的对策措施,既保证了工程安全,又完善了设计方案.     

西域砾岩区沥青心墙砂砾石坝工作性态分析

文章结合西域砾岩区某沥青混凝土心墙坝的设计、施工及监测成果,对施工期、蓄水期沥青混凝土心墙堆石坝的变形及应力应变的安全监测资料进行了分析,重点讨论了大坝及心墙变形和应力、心墙温度、大坝渗流和坝后渗漏等关键监测内容。分析表明大坝及其心墙现阶段变形稳定,应变、应力测值和温度变化正常,工作性态良好。其中关于大坝及绕坝渗流场形成的过程及渗漏情况分析,可为今后大坝的运行安全及同类地质条件下大坝防渗设计提供经验借鉴。     

西域组钙质胶结砾岩物质构成试验研究

西域组砾岩的物质构成较为复杂,目前对其试验研究较少。以分析西域组钙质胶结砾岩的物质构成为目标,通过酸化浸泡试验和CAD断面统计方法,并结合气体收集方法,来对西域组钙质胶结砾岩的物质构成进行初步的试验研究,运用两种不同比例盐酸溶液对砾岩试样的颗粒级配进行酸化试验分析。结果表明:经过1∶1盐酸溶液浸泡后0. 075 mm粒径损失较大,1∶4盐酸溶液浸泡后试验结果较为理想;酸化分离筛分和CAD断面统计粒径含量结果基本一致;西域组钙质胶结砾岩碳酸盐含量为70%～80%,其余20%为碎屑物质和填隙物;碎屑物质中粒径 2 mm的砾石平均含量为65. 2%,粒径2～0. 075 mm的砂平均含量为13. 2%,粒径0. 075 mm的细粒平均含量为21. 6%。通过试验还发现钙质胶结砾岩中存在有某些物质与盐酸发生了反应,对试验结果产生了一定的影响。     

三峡库区侏罗系地层人工高边坡破坏机理研究

三峡工程的移民迁建工程在建设过程中形成了大量人工高陡边坡,由于其风险性巨大,备受关注.影响边坡破坏的因素众多,作为内因的地质结构决定着边坡的破坏模式以及破坏机理.以三峡工程库区广泛分布的侏罗系近水平层状地层人工边坡为研究对象,从侏罗系地层岩石学特征入手,分析研究了边坡的地质结构、破坏模式,从岩石力学以及岩石矿物学的角度探索了边坡的破坏失稳机理.并进一步探讨了该类型的岩质边坡稳定性分析评价方法,有针对性地提出了边坡工程治理对策.     

二滩水电站下游雾化区高边坡变形破坏机理浅析

二滩水电站大坝下游两岸工程边坡开口线以上多处天然边坡发生变形破坏。通过对变形破坏区的地质条件和泄洪雾化影响进行分析,发现谷坡浅层松弛岩带是边坡变形破坏的内因,降雨及泄洪雾化积水是边坡变形破坏的外因。     

大型露天矿第四系高边坡渗透破坏机理及处理技术研究

文章从第四系地层土体的特性和高边坡内承压水被揭露可能引起的地质灾害入手,定性地分析了土层内渗透破坏引发边坡地质灾害的形成机理,研究完善了防止高边坡内承压含水层渗流破坏的处理技术,独特的双液可控灌浆在姑山露天矿西扩工程高边坡内承压含水层防渗处理已成功地实施,帷幕止水效果十分明显,可供类似工程借鉴。     

三峡库区巴东县新县城高边坡破坏模式研究

影响高边坡破坏的因素众多,其中边坡的空间形态、地质结构与岩土参数是主要因素,而地质结构决定着边坡的破坏模式,边坡的破坏模式不一样,其稳定性计算方法、治理加固的方案也不一样,这要求在勘察工作起始即注意边坡破坏模式研究,以便有效布置勘探工作、针对性收集有关资料.巴东县新县城第四系覆盖层广布,基岩主要为三叠系中统巴东组粉砂质粘土岩和泥质灰岩,存在典型的土质高边坡、软岩和硬岩高边坡.以多个边坡为实例来阐述巴东县新县城高边坡破坏模式.     

坡脚冲刷作用下近坝库岸边坡滑坡模型试验研究

为研究坡脚冲刷作用对边坡稳定性的影响,基于某水电站近坝库岸边坡滑坡区实测降雨资料,通过自行研制模型试验装置,进行了坡脚冲刷作用下室内边坡滑坡模型试验,分析了坡脚冲刷作用下的边坡滑坡特性。研究表明:坡脚冲刷作用是引起边坡滑坡的主要因素,即:由于强降雨引起河水对边坡侧向产生冲蚀会掏空坡脚的岩土体,且坡脚已冲刷的边坡在降雨作用下不利于边坡稳定,使得边坡失稳下滑会引起边坡滑坡。此时,坡脚处滑坡会不断向边坡上部发展,坡脚冲刷作用下的滑坡以滑动滑坡为主,滑坡类型为浅层牵引式滑坡。     

高陡边坡深部卸荷张拉裂缝的成因机制探讨

在高地应力地区,一些特定的高陡边坡,其内部发育有大量的深部张拉裂缝,水平深度可达200 ~300 m,甚至更深,超出了工程经验中对卸荷改造规律的认识,合理解释这一特殊的工程地质现象成为工程地质学的新课题。通过对前人研究成果的分析和总结,从边坡岩体的赋存环境、岩体结构和地质构造等方面,对深部张拉裂缝的成因机制进行了进一步的探讨。从现阶段的研究结果看,这种深部卸荷张拉裂缝对边坡稳定性只是产生局部的影响,但这些深部裂缝在内动力作用或充水的条件下,裂缝可能会进一步扩大发展,对边坡的稳定性起到控制作用。     

金鸡滩水利枢纽高边坡塌滑及其整治

介绍了金鸡滩水利枢纽工程的基本情况,分析了该工程船闸高边坡塌滑的成因及稳定性,比较了治理设计的削坡方案和锚杆方案,并论述了削坡处理后边坡的支护结构及布置。     

膨胀土渠坡破坏机理及处理措施研究

膨胀土渠坡失稳破坏频率大,是渠道运行的最大安全隐患。通过对膨胀土渠坡破坏机理深入分析认为,土体膨胀性及结构面发育程度是控制渠坡稳定的内因,雨水、地表水、渠水入渗是引起渠坡失稳的主要外因。结合国内外大量工程实例分析,特别是南水北调中线南阳段膨胀土试验成果,指出了针对膨胀土渠坡不同的破坏机理与地质环境条件,所采取的坡面防护、工程抗滑、坡顶防渗等综合措施,以及加强观测与反馈分析,深入进行工程研究的建议。     

土壤侵蚀与地表坡度关系研究

本文阐述了坡度影响土壤侵蚀机理，并对土壤侵蚀临界坡度进行了初步探讨，分析其存在的原因，指出临界坡度与土壤内在性质、植被、泥沙粒径、降雨特性、入渗等因素有关，并不是一个常数。最后结合小区径流场试验资料分析了坡度对土壤侵蚀的影响。     

基于对数螺旋破坏机制的三维边坡稳定性分析

为研究三维边坡在对数螺旋破坏机制下的稳定性,基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则下的速度场及安全系数的求解方法,可有效的解决相关联法则中摩擦角过大可能导致速度场不收敛的问题。基于Michalowski构建了考虑体积应变的均质三维边坡的对数螺旋线破坏机制,并利用MATLAB编制计算程序计算不同内摩擦角φ、不同边坡倾角β工况下边坡的稳定系数,分析内摩擦角、边坡倾角对稳定系数和破坏模式的影响规律,引入强度折减技术计算边坡安全系数,通过与Michalowski方法对比发现计算结果接近。研究结果表明:在三维边坡对数螺旋破坏机制下相对于一定宽度的边坡适用,且经过计算稳定系数符合规律。研究成果为边坡的设计计算提供参考。     

石壁水库溢洪道左岸高边坡综合处理方案研究

针对石壁水库除险加固施工过程中出现的溢洪道左岸高边坡失稳问题,分析论证了不同处理方案。通过对锚索、抗滑桩、坡脚反压以及削坡减载等方案的对比,最终确定了以削坡减载、排水减压处理深层滑动为主,锚杆支护、客土吹附、植被护坡处理浅表层滑动为辅的综合治理方案。对于深层抗滑稳定,根据地形地质条件选取了3个典型断面,通过控制典型断面的稳定性对边坡进行了设计。对于浅表层稳定,根据实际地质情况对植被护坡方法进行了选择,并对满足浅表层抗滑稳定要求的客土厚度进行了计算。工程实际运行情况表明,所采用的综合处理方案是成功的。     

三里坪水电站瓦洼沟料场高边坡稳定性研究

三里坪水电站工程砂石骨料需求量大,对开挖瓦洼沟料场将形成的高边坡进行了整体稳定性研究。针对4种开挖方案进行了有限元计算分析,着重考虑了边坡开挖卸荷作用下典型剖面的变形与应力变化,计算结果表明,采用优化开挖方案,其边坡整体位移与拉应力变幅不大,在采取局部地质缺陷处理和导排水措施后,可保证开挖后边坡的整体稳定。     

高土边坡稳定性的数值模拟研究

采用有限单元法,对某高土边坡在无辎重荷载、均匀辎重荷载和不均匀辎重荷载工况下的边坡稳定性进行计算对比分析,结果表明,荷载对边坡稳定性影响较大,不均匀辎重荷载工况下的边坡稳定性相对较差,需及时采取加固措施。同时,有限单元法能直观的反映出高土边坡应力、应变和塑性区情况,为高土边坡加固提供了依据。