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苗尾水电站左岸近坝边坡倾倒岩体稳定性研究

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本文以苗尾水电站左岸近坝边坡倾倒岩体稳定性作为主要研究课题,依托苗尾水电站左岸近坝边坡,以复杂多变的环境地质条件为出发点,结合工程资料分析蓄水期间倾倒变形岩体的变形特征;运用离散元单元法研究蓄水对倾倒变形岩体稳定性的影响;运用有限差分法及强度折减法理论分析现水位倾倒变形岩体应力应变特征,并对蓄水过程中倾倒变形体的变形趋势进行预测。得知该倾倒变形体形成与演变经历了“初期卸荷回弹-倾倒变形”、“倾倒-蠕变”、“倾倒-弯、折”及“底部滑移-后缘深部折断面贯通”等四个发展阶段。研究区蓄水前倾倒变形体整体相对稳定。水电站后期蓄水,相较于天然状态,水面以下倾倒变形岩体最大主应力存在不同程度的降低,最小主应力倾倒变形岩体内部也产生了一定范围的拉张现象,相较于水库蓄水前,这种拉张现象存在一定的增大趋势。总的来说,蓄水后倾倒变形体整体相对稳定,但极强倾倒变形岩体存在整体或局部失稳的可能。同时,通过对变形趋势进行预测,得知只有在蓄水、降雨和地震的极不利工况组合下稳定性系数才减小到 1.1 左右,但仍满足设计要求,总的来说,边坡稳定性系数满足设计要求。
关键词:倾倒变形体;蓄水;稳定性;更多范文
地质资源与地质工程论文
我国蕴藏的水力资源相当丰富。但在区域分布上,我国的水为资源存在明显区域分布不均的特点,西部地区高达81%。在“西部开发,水电先行”的战略思想指导下,西部水电建设正如火如茶地进行,但西部地区特殊的地质环境条件,在一定程度上制约了水电工程的顺利开展。常见的工程和环境地质问题主要有:区域构造稳定性问题、河床深厚覆盖层问题、边坡工程地质灾害问题、大跨度地下洞室稳定性问题等。水电建设中的边坡工程倾倒变形破坏问题尤为突出,在此工程研究背景下,解决倾倒变形体的相关工程地质问题成为了当务之急。
从二十世纪初,倾倒变形岩体的负面影响逐渐在水利工程建设中被发现。如雅砻江锦屏水电站中游的锦屏至三滩河段,沿江两岸长达10公里的范围内三叠系的变质砂岩与板岩地层中发育了大规模的倾倒变形体,其中锦屏一级水电站揭露的倾倒变形体平均水平深度达到了300余米;澜沧江黄登水电站,发育于坝址区右岸岸坡的陡倾薄层状倾倒岩体发生了强烈的倾倒变形,制约着水电工程的顺利开展;板裂化发育的花岗岩倾倒变形破坏在拉西瓦黄河水电站的库岸边坡被发现,这种地质破坏现象,严重危害大坝的运营安全;另一个较为典型的大型倾倒体发生在小湾水电站饮水沟堆积体的上部,其岩性为花岗片麻岩,由于近EW向的陡倾构造发育,且多为云母片岩夹层或片岩挤压带,受此切割影响,原始的块状结构岩体已被改造成为似层状结构岩体,这种变化,构成该部位山体发生大规模倾倒变形的地质结构基础。
这些大型倾倒变形体一旦失稳产生破坏,容易造成严重的人员伤亡、财产损失和社会影响,而且边坡治理所需的费用是非常巨大的。如果对水电站建设和正常生产影响重大的倾倒变形边坡进行合理的稳定性评估,及时发现可能出现的滑坡并采取相应的措施进行治理,不仅可节省高昂的治理费用,还能避免因边坡失稳带来的人员伤亡、财产损失和不良的社会影响。缺少必要的安全监测和状态评价,使可能存在的潜在滑坡不能及时被发现,这就可能导致突然滑坡的灾难。
苗尾水电站库区范围广,地质构造、地形地貌复杂,库岸形态和结构多变,根据可研阶段资料,由于地质构造作用、在内外动力交互作用下的边坡岩体的稳定性、地应力条件下的岩体结构特征等,导致岸坡岩体倾倒变形成因复杂、破坏模式各异。水库库岸尤其是倾倒变形边坡在库水作用下的稳定与否,对库岸沿线居民、枢纽工程安全运行的意义非常重大。

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