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。     

黄河某水电站溢洪道边坡渗流场模拟分析

某水库蓄水后,水位抬升约76 m。针对水库溢洪道边坡渗流场的三维特征,运用MODFLOW对水电站蓄水前、蓄水后以及库水位骤降后的地下水渗流场特征变化进行三维模型模拟研究。结果表明:蓄水前,地下水对岸坡稳定性影响较小;蓄水后库区水位抬升产生很大的静水压力,模拟区水位整体抬升,坡体前缘部分浸入水库,诸多因素增大了坡体自身的不稳定性;泄洪后水位骤降,地下水渗流方向突然改变,可能对进口部位的边坡变形产生一定程度的影响。     

狮子坪水电站二古溪倾倒边坡成因机制分析

二古溪边坡位于四川省理县狮子坪水电站库区,2013年9月水库蓄水高度升至2 540m后,边坡出现强烈变形,致317国道阻断至今。初步分析边坡在河谷快速下切过程中,坡体内岩体应力释放产生向临空面的位移,由于存在软硬两种岩体,变形过程中产生了不协调变形,软岩的变形位移量大而硬岩较小,致使在硬岩中形成应力集中,当应力大于硬岩强度时,硬岩发生破坏。5.12汶川地震、公路开挖及降雨进一步加剧边坡的倾倒破坏,随后坡体逐步达到应力平衡。通过大量现场地质调查,并结合钻孔岩芯、变形监测对二古溪边坡倾倒变形成因进行研究,结果表明:二古溪倾倒边坡属于软硬岩互层的早期倾倒边坡,在地震作用下边坡岩体造成了损伤,蓄水与强降雨加剧了边坡的变形;目前边坡处于应力调整期,变形将会持续较长的一段时间,蓄水位升高无疑还将加剧其变形。     

某水库边坡位移监测及稳定分析研究

通过在某大坝深部和表面设置位移监测点的方法,对其坡体的持续变形进行监测,继而分析水库边坡的变形机制。研究发现,边坡变形可以总结为“上部倾倒持续-深部张拉开裂-坝体与下部相协调”的变形机理;持续变形受边坡表部开挖卸荷、岩体结构、板岩软硬互层、自身砂岩的共同控制,属于一种常态化的变形调整;坡体深部位移大部分发生在煌斑岩脉、深拉裂缝以及f_42-9断层等区域,并且竖直方向上位移相差不大,主要以水平向变形为主;在开口线之下,开挖再支护边坡的表面监测点位移主要在水平向;当水库中水位持续升高,坡体受库水产生的浮力也就越大,坡体受浮力影响被迫抬起,使变形位移不再是沉降,而转变为抬升。     

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。     

锦屏一级水电站左岸边坡变形监测及机制分析

针对锦屏一级水电站左岸边坡的持续变形现象,以左岸边坡的地质结构为基础,通过表面变形监测与深部变形监测相结合的综合监测手段,对其变形机制进行分析。研究结果表明,其整体的变形机制可概括为"上部持续倾倒—深部张裂—表部锁固体松弛—下部与坝体协调"。开口线以上自然边坡倾倒变形体的持续变形主要受砂岩、板岩软硬互层以及浅表部卸荷作用控制,还受下部坡体变形调整向上累积效应的影响。左岸边坡深部变形主要是受坡体深部裂缝区的持续拉张变形及断层f_42-9和煌斑岩脉X所体现的非滑移式拉裂松弛变形影响,而且强支护的群锚效应明显强化、深化了对变形的作用。开口线以下人工开挖支护边坡的持续变形原因是锚墙锁固的部分坡体浅表部出现整体性侧向松弛卸荷变形。标准蓄水位附近的坡体受库水浮托力的影响较大,而抗力体边坡在蓄水之后则受到坝肩推力的影响而产生压密和抬升的周期性变化特征。     

降雨量和水位对水库边坡变形影响分析

以北方某地水库为对象，通过虹吸式雨量计与压力式水位计设置监测点，对该地水库边坡从降雨量和水位线两个方面进行监测，根据监测结果，对该水库的前部边坡横向位移及纵向沉降量的变形特征进行分析。结果表明，对比坡体前部，中后部发生变形的程度较小，其原因是后部水位较低，受到水体侵蚀影响较小，因此相较于前部更为稳定；水位是边坡发生变形的重要决定因素，而降雨量对边坡影响较小，且降雨影响主要是通过影响水库水位来达到影响边坡稳定的结果；该水库边坡的变形滑塌主要为前拉后推式，造成该种情况的因素可分为内部因素和外部因素，且外因中水位对其影响较大，内因中坡体土质和岩质的力学关系是其边坡稳定性及变形程度的重要因素。     

克孜尔水库右坝肩倾倒体边坡稳定分析

为进一步论证分析右坝肩倾倒体边坡的变形机制,在地质条件分析和监测资料分析的基础上,采用FLAC软件模拟研究,并比较右坝肩倾倒体边坡在水库蓄水前后的力学状态,进一步论证分析右坝肩倾倒体边坡的变形机制,为进行边坡稳定分析及加固设计提供依据。     

某水库边坡变形体特征分析及处理方案研究

水库工程开工后的第10个月,大坝左岸山体出现大范围变形体,且变形体在不断地蠕滑变形中,严重威胁着水库大坝的安全和下方道路通行。根据调查结果,左岸变形体平均长约140m,平均宽度约110m,面积约1.5×10⁴m²。变形体分为上部变形区和下部变形区,上部变形区坡体的自重构成了左岸边坡变形的主要下滑力,下部变形区受上部变形区的推挤作用,以挤压变形为主。综合分析,变形体处置方案采用预应力锚索+框格梁加固处置方案。     

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。     

倾倒变形体底滑面综合强度参数的选取

公伯峡水库近坝库岸古什群倾倒变形体离大坝近 (2 km )、方量大、坡度陡 (5 0°～ 6 0°)、变形破坏迹象明显 ,稳定条件差 ,未来水库蓄水后 ,如果变形体下滑 ,将可能危及大坝及下游地区的安全。文内概要介绍了稳定性计算中滑动面强度参数的选取方法。     

白龙江水泊峡倾倒变形体涌浪预测研究

水泊峡倾倒变形体位于拟建代古寺水库库区,水库蓄水后将淹没坡脚造成塌岸,诱发局部滑塌,进而形成涌浪。在稳定性分析的基础上,计算出可能失稳方量,采用潘家铮法、水科院法进行涌浪预测,为评价水泊峡倾倒变形体对拟建大坝影响提供依据。     

西南地区水电工程库区边坡的数值分析研究

本文依托西南某水电工程所遇到的边坡问题,根据勘查成果及工程地质测绘,将变形体的复杂地质模型转换为数值计算模型,基于数值分析方法,从量值上去分析变形体的变形及应力状态,从而更有针对性的去分析该边坡变形体的应力-应变特征,探讨变形体在不同水位及暴雨条件下的变形及应力特征等。分析结果显示:边坡应力状态主要受重力场控制,总体上呈垂直—陡倾作用,边坡浅表层最大主应力方向近平行于坡面;在滑带及附近,主应力方向的偏转受滑面的控制;在边坡表层,岩体的最大主应力量值较小,其最大剪应力分布受滑带的影响,其最大值出现在滑带的底部剪出口附近;变形体边坡的变形主要受重力场控制,在边坡浅表层,边坡前缘位移矢量朝着平行坡面的方向旋转,而对于变形体后缘,以垂直变形为主,在变形体边坡内部,滑带及滑带土附近的岩体位移矢量方向明显偏转,且在四种工况分别影响下,蓄水水位的增加对边坡变形的影响较小,而暴雨对边坡变形的影响显著。     

白龙江某水电站枢纽区顺向河谷岸坡变形特征及其形成机理研究

水库蓄水坝址区边坡变形稳定可对水电工程产生困扰和影响,分析并查明枢纽区岸坡变形破坏的类型、规模、分布差异对水电工程安全设计具有重要意义。文章以白龙江某水电站为研究对象,通过现场调查方法对其枢纽区基本工程地质条件、岸坡结构类型、岸坡不良地质灾害发育特征进行了分析,从地形地貌、岩性特征、岩体结构、岸坡应力场等方面总结出岸坡变形破坏特征及其破坏模式,在此基础上通过数值模拟方法揭示了岸坡结构变形破坏形成机理。研究表明:顺向河谷中,发育有层状同向结构岸坡、层状反向结构岸坡、层状横向结构岸坡及层状斜向结构岸坡４种类型;左岸不良地质灾害分布密度小但发育有大规模滑坡和变形体,右岸不良地质灾害分布密度大但多为小型倾倒体和松动体;枢纽区内岸坡呈现出剪切－滑移型、倾倒弯曲型、拉裂型变形破坏特征;岸坡结构变形破坏受岸坡     

不同库水位升降速度对大坝边坡稳定性的影响研究

为了提高水库的安全管理水平,以极限平衡为理论基础,使用GEO-SLOPE软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块,分别计算了某水电站水库右岸边坡土体在不同水位升降速度情况下边坡稳定安全系数的变化规律。结果显示:在正常蓄水状态下,边坡稳定安全系数曲线变化趋势是先降低,然后升高,随后曲线趋于稳定。水位上升速率越快,边坡土体稳定安全系数越高,边坡越趋于稳定。但当蓄水速度超过一定数值时,边坡稳定性会降低。当库水位降低时,边坡稳定安全系数先降低,到达极小值之后再平稳上升。因此,为了保证大坝边坡的稳定,在建设水库中,水库在蓄水和排水过程要随时监测边坡内部的结构面状况;在水库运行调度中,应合理控制水位升降的速度。     

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。     

甲摆水库库中打力不稳定斜坡体稳定影响分析评价

为论证水库蓄水后库中打力不稳定斜坡体是否发生变形失稳,若发生变形失稳是否会影响水库正常运行和大坝枢纽建筑安全,是否会威胁到上部村民的生命和财产安全。采用地表地质调查、勘探和试验资料,通过分析计算得出,库中打力不稳定斜坡体为软硬相间顺向边坡,覆盖层及强风化岩土体较厚,水库蓄水后可能产生变形失稳,会对水库正常运行、大坝枢纽建筑安全、上部村民的生命和财产造成影响。     

倾倒变形体边坡变形监测与预警实例分析

倾倒变形破坏是岩质边坡破坏的主要模式之一。由于倾倒变形体的破坏机制与滑坡、危岩体等地质体的破坏机制不同,其后缘边界在特定条件下,呈"叠瓦"式不断向后拓展,是一个不断变化发展的界面,现有的计算方法很难完全模拟其变形破坏发展过程。因此对倾倒变形体边坡在施工期过程监测非常重要,通过监测实时掌握边坡变形的发展趋势及范围,为设计动态调整边坡施工方案及指导安全施工提供监测数据支撑,并对边坡安全状况及时预测、预报和预警,避免施工安全事故的发生。     

柏叶口水库大坝下游浸没影响评价

柏叶口水库蓄水至1 080 m时,大坝下游350 m处和临时导流洞封堵段下游产生渗水现象,通过地质钻孔观测地下水位情况,分析了下游地下水位与水库水位的变化关系,推测水库蓄水后可能对下游村庄及耕地产生浸没影响,并提出了对浸没影响的处理措施,为大坝下游浸没防治工程设计提供技术依据。     

基于渐进微震损伤效应的蓄水期库岸稳定性分析

大岗山水电站自2014年12月开始蓄水,至2015年11月库区水位从975 m升至1 130 m。水电站右岸边坡地质条件复杂,发育有辉绿岩脉、卸荷裂隙带和断层等不良地质体,降低了岩体性状,使右岸边坡在蓄水期存在局部或整体失稳的风险。通过对右岸边坡实施微震监测,获得了蓄水过程中右岸边坡微破裂的演化规律。结合微震监测信息,应用三维岩石真实破裂过程分析方法（RFPA3D-Centrifuge）计算蓄水期右岸边坡在渐进性微震损伤效应下安全系数随库水位升高的变化过程。经计算,边坡安全系数随库水位升高而降低,库水位升高对边坡稳定性有不利影响。最终安全系数为1.76,满足规范要求,说明蓄水过程中边坡处于稳定状态。