杨房沟水电站左岸坝肩高陡边坡开挖变形特征及稳定性分析

针对杨房沟水电站左岸坝肩高陡边坡开挖施工情况,采用三维数值分析方法,深入开展施工期边坡开挖变形响应特征及稳定性分析评价工作。计算发现:边坡上部开挖潜在变形或失稳区域主要分布于开口线邻近部位,与开挖揭露的断层组合后存在一定的局部失稳风险,开挖主要改变开挖范围及其附近边坡岩体的稳定性,基本不对开挖影响区以外岩体的稳定性造成明显影响;开挖中上部以垂直向的卸荷回弹变形为主,边坡开挖整体变形量值处于相对较低的水平。计算及分析方法对类似高边坡工程的开挖施工设计有一定的借鉴作用。     

联合进水口开挖边坡三维应力变形分析

根据联合进水口边坡基本地质条件,进行边坡工程岩体质量分类。在分类的基础上,采用有限差分软件FLAC3D,对开挖边坡进行三维应力变形分析。结果表明,边坡开挖过程变形主要表现为开挖卸荷后的回弹位移,最大42.1 mm,量值不大;开挖过程中边坡整体塑性区分布范围较小,且没有形成大面积贯通塑性区,边坡整体稳定性良好。     

瀑布沟水电站库首右岸拉裂变形体分区分期动态治理研究

瀑布沟大坝为砾石土心墙堆石坝,如果上游库首右岸拉裂变形体边坡失稳,滑体涌浪是土石坝的重大安全隐患,可能堵塞引水和泄水建筑物进口,影响其正常运用。综合考虑各因素后,库首右岸拉裂变形体按B类1级边坡设计。边坡分为松动带、拉裂变形带和正常岩体3个带,表层以小规模塌滑为主,后退式地逐步发展;深部变形以卸荷拉裂为主。在地质条件详细勘探的基础上,分析坡体拉裂变形体结构和破坏模式,并进行边坡稳定性分区和计算分析。根据坡体变形和破坏特点,结合瀑布沟工程总体施工进度安排,采取不开挖、强支护(深层锚索与浅层支护相结合)、分区和分期支护、整体控制的加固措施,实时监测成果并进行动态设计和调整。根据一期、二期初步治理后的监测分析表明:变形已趋缓、无异常变形的迹象、未出现滑移带,但仍需要重视边坡监测成果的反馈分析,为后期支护设计优化提供依据,以确保边坡的长久安全稳定。瀑布沟库首右岸拉裂变形体位治理的设计思路、加固措施、计算方法、监测手段及评价过程,可为其它类似变形体边坡的治理提供借鉴。     

周宁抽水蓄能电站下水库右岸边坡稳定性分析

针对周宁抽水蓄能电站下水库右岸岩质高边坡开挖施工,采用三维离散元数值分析方法,深入开展施工期边坡开挖变形响应特征及稳定性分析评价。分析结果表明:边坡开挖引起的坡体变形量值很小,以卸荷回弹变形为主,典型部位的开挖变形量值总体在10 mm以内;开挖后边坡不存在整体稳定问题,边坡潜在危险区域主要是开口线附近的强卸荷岩体,局部存在块体失稳风险,是施工中需要重点关注的问题,可适当控制爆破药量、加强支护。     

龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析

 以龙滩水电站左岸进水口边坡为例,采用正交设计、神经网络和遗传算法建立了力学参数的联合位移反分析模型,反演了边坡岩体的综合力学参数。进一步针对高边坡施工期的工程特点,利用显式有限差分法程序FLAC3D对进水口边坡施工过程进行了三维弹塑性仿真模拟。基于该反演参数的正分析计算结果表明,计算位移与监测位移趋势一致,量值吻合,所得参数是合理的。最后分析了开挖完成后边坡岩体的应力分布和变形规律,并对边坡的整体稳定性进行了评价。     

某水电站右坝肩边坡岩体稳定性研究

某水电站右坝肩边坡发育有顺坡向f1断层,破坏了 边坡岩体完整性并由此带来稳定问题。采用三维大变形有限差分法（FLAC -3D）对边坡稳定 性进行了计算研究。结果表明,边坡开挖过程中,断层上盘岩体内部出现一定的拉应力区, 并发生屈曲变形;由于边坡开挖完成后断层下部大部分出露,断层上盘岩体将发生大变形滑 移而失稳。通过强度折减法计算得到安全系数小于1.0,并可通过应变局部化带显示出 滑移失稳区位置。断层采用阻滑键加固可使其稳定,并讨论了渗流对边坡稳定性的影响。f1 断层的延伸是边坡稳定性的关键所在,因此需对其性状进行进一步探明。     

德泽水库溢洪道消力池开挖位移观测

德泽水库溢洪道消力池边坡地质条件较差,采用常规预裂爆破,开挖后存在大规模塌方的安全隐患。采用混凝土灌注桩和预应力锚索组成的防护系统,从整体限制坍塌现象及局部变形和吊块现象。为确保消力池二期开挖支护施工期间的安全,在边坡右侧横梁上设4个观测点,左侧横梁上设5个观测点。随开挖深度加大,边坡产生位移,支护系统发挥明显作用,有效地控制岩体的位移。     

某水电站坝址右岸边坡变形分析及治理对策

通过对某水电站坝址右岸边坡现场工程地质条件的系统调查,对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征,以及诱导因素进行了细致研究,在此基础上通过FLAC3D数值模拟及极限平衡分析,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行了深入探讨.研究结果表明,边坡处于压致拉裂初始阶段,边坡的变形受开挖控制作用明显.监测结果显示,雨季过后,随着开挖进行,坡体中上部覆盖层在下部岩体的带动下产生同步变形.受下部岩体约束,在坡体最薄弱部位,高程1 191 m处的网格梁出现了隆起、弯曲变形,并局部出现了较大的水平向及竖向位移,经预应力锚索加固后,坡体渐趋稳定.     

三峡船闸高边坡岩体开挖卸荷变形及流变分析

采用粘弹性理论和有限元法,对三峡船闸高边坡在施工开挖过程中岩体的蠕变变形以及应力、位移分布进行了计算分析。研究结果表明,边坡岩体由于开挖卸荷引起的蠕变变形大都量值不大,变形收敛的时间也较快,属于稳定性蠕变,不会引起边坡的失稳     

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。     

块体系统不连续变形分析理论的初步开发和应用

块体系统不连续变形分析是石根华博士近年提出的分析块体系统运动变形的一种新的数值模型。它是在假定的位移模式条件下,由弹性理论位移变分法建立总体平衡方程式,通过施加或去掉块体界面刚硬弹簧,使得块体单元界面之间不存在嵌入和张拉现象,因此满足位移边界条件。此外,该模型是非连续介质力学模型,能够反映块体系统大位移、大变形特点。为此,对其在工程应用上作了探讨,初步开发了相应于该数值模型的计算机应用程序,并对三峡船闸边坡开挖变形进行了分析。计算结果表明,岩体被开挖后,船闸边坡和中墩靠近临空面在一定范围内产生明显的不连续变形,应力大小和方向也发生了改变,垂直临空面方向因应力释放而显著减小。因此岩体发生不连续变形,开挖卸荷范围比有限元法算出的拉应力区要小得多,这似乎更接近实际岩体的变形规律。     

锦屏一级水电站左岸高边坡施工动态仿真模拟

依托锦屏一级水电站左岸高边坡开挖,选取典型计算剖面,利用二维有限元模型,从边坡应力变化、位移变化等方面进行了高边坡施工过程的动态仿真模拟。结果表明:卸荷效应随着开挖进度愈发明显。开挖完成后,部分断层上盘岩体的变形明显比下盘岩体要大。这表明这些断层有微小的错动变形,在多处裂缝、断层等部位出现局部的塑性屈服。     

某开挖边坡的三维强度折减和点安全度评价

FLAC3D简洁而高效的fish语言能方便地模拟施工开挖卸荷过程,其编制的强度折减程序免去了手动折减参数的烦扰,大大提高了操作效率。某边坡开挖和卸荷工况的有限元计算成果对比表明,卸荷作用下岩体质量劣化,应力状态重新调整,坡体表面位移明显增大。边坡剖面位移矢量图表明,开挖面附近边坡的位移主要向临空面发展,开挖面内侧高程为370 m处位移明显,应重点加固;将岩体假设成理想弹塑性体,采用本构模型Mohr-Cou lomb准则,经强度折减法计算,结果表明边坡开挖后整体是稳定的。     

大奔流沟料场高边坡支护设计研究与实践

锦屏一级水电站大奔流沟料场岩质边坡设计最大高度达458 m,综合坡比1∶0.56。根据现场实际地质条件,确定边坡开挖支护设计的主要原则是：沿层面开挖剥离,开挖不切脚;采用喷锚支护对表层岩体结构面的不利组合和岩体局部变形进行支护;采用锚索重点对坡顶、坡腰和坡脚进行深层加固;对岩体完整性不好的坡面采用框格梁连接锚头混凝土进行支护;采用排水孔和坡面排水系统相结合的方式进行排水。边坡于2009年3月开挖施工,至2013年6月底,已开挖形成的边坡最大高度约413.5 m,监测成果表明,边坡整体稳定。     

泵站基坑开挖中的地下连续墙有限元结构计算

针对在某泵站基坑开挖过程中应用的超长跨度地下连续墙,首先采用ABAQUS有限元软件对抽水泵站基坑分四个开挖步进行渗流计算,在确定基坑地下连续墙两侧的地下水位分布规律后,再进行变形计算.结果表明:第四次开挖完成后,靠近基坑侧D4断面地下连续墙不同深度顶端横河向位移最大,达到35 mm.据此建议将B4-F4段南岸地下连续墙墙体厚度适当加厚变为100 cm,以减小南岸地下连续墙在基坑开挖过程中的横河向变形.     

隧道开挖作用下反倾层状岩质边坡变形响应分析

反倾层状岩质边坡通常较为稳定,但在开挖扰动等作用影响下容易产生较大的倾倒变形,影响工程施工与建设安全。在西南地区复杂地质条件下对此类边坡进行隧道开挖作业,易发生边坡失稳问题。为此,选取四川汶马高速某隧道进口边坡为研究对象,结合现场勘察、监测数据及数值模拟等手段对反倾层状岩质边坡在隧道开挖影响下的变形特征进行综合分析。结果表明：边坡受内部结构特征控制,隧道开挖后坡底失去支撑,各部位由下而上向临空面倾倒;倾倒体以水平位移为主,位移量值呈现中部大、四周小的态势,且受降雨量影响较大;数值模拟显示边坡在天然状态下为极限平衡状态,隧道开挖后位移由隧道洞口处向上扩展至坡顶,坡内岩体剪切破坏,在类似边坡进行隧道施工时需加强支护。     

三峡工程永久船闸高边坡岩体变形监测及变形特征分析

根据三峡工程永久船闸高边坡变形监测成果，对船闸边坡岩体的变形特征及其影响因素进行了分析，永久船闸边坡岩体的变形主要与岩性及地质结构、开挖进程，地应力释放等因素有关。对实测位移与计算位移也进行了比较并对船闸开挖完成后的最终变形进行了预测。最后认为，船闸边坡整体地质条件较好，只要施工得当加上及时支护，其稳定性是能够得到保证的。     

某库岸开挖边坡卸荷岩体分析评价方法研究

深切峡谷中电站库区岩质边坡开挖过程中形成的卸荷岩体,是影响边坡开挖支护设计与防范库岸产生渗透潜蚀作用及实现坡体长期变形预测所需关注的重点对象。以某电站库区岩质开挖边坡为对象,结合工程地质剖面及应力卸荷量,构建了考虑分级开挖过程和开挖面附近岩体卸荷松弛效应的数值计算模型;以室内分级卸荷试验为基础,界定了不同卸荷量级下变形参数的取值范围;综合对比岸坡初始场应力应变试算结果,遴选确定了考虑开挖卸荷效应的岩体力学参数;结合本构模型的优缺点,对比了Mohr-Coulomb与Drucker-Prager准则分析开挖卸荷岩体的适用性。结果表明：对象边坡初始场特征是遴选岩体计算参数的基础,卸荷分带的预估可为边坡开挖支护范围及变形预测提供参考,区分边坡拉剪与压剪等应力状态是本构模型优选的前提。     

基于卸荷的如美水电站高陡边坡开挖时步响应

通过选取如美水电站消力池典型剖面建立高陡边坡二维模型,使用FLAC3D软件计算该边坡在开挖过程中在不同开挖时步下各关键点的位移,分析不同开挖时步对左右岸边坡位移的影响。有限元分析和数值模拟结果表明:消力池高陡边坡岩体开挖过程中,考虑了不同开挖时步下岩体的破坏情况,岩体破坏区域随着开挖步骤的推进是一个不断增大的过程,当开挖到一定步骤时,边坡关键点的变形和变形速率明显增大;开挖过程中,坡表碎裂岩体或堆积体较为敏感,开挖前需要进行支护,验证后,方能动工。     

基于ANSYS的某高陡边坡开挖支护有限元分析

以大型有限元软件ANSYS为平台,采用局部强度折减法对某高陡边坡的分级开挖过程进行数值模拟分析,计算了开挖不支护、支护两种工况,得到了两种工况边坡的位移和应力分布情况,对计算结果的分析表明:边坡开挖不支护时各监测点将发生较大位移,且坡脚处位移最大,坡脚位置出现应力集中现象,最大应力值可达6.36 MPa,部分岩体受拉破坏严重;支护后边坡位移得到控制,坡脚处应力集中现象消失,说明边坡开挖后需及时采取相应的支护措施。计算及分析方法对类似边坡工程的开挖支护施工设计有一定的借鉴作用。