澜沧江上游班达水电站上坝址左岸岩体结构特征及坝肩边坡稳定性评价

摘要

岩质高边坡问题一直是岩土工程领域的研究热点之一，它涉及的范围广泛，从铁道工程、公路工程、水利水电工程、矿山工程、等诸多工程领域到自然领域如岸坡、山坡等。近年来，随着社会和经济建设在中国的不断发展，工程建设的规模和强度越来越大，并且大型工程建设项目的不断涌现，随之而来的岩石高边坡的稳定性越来越受到人们的关注。研究坡体的风化卸荷特征对评价坡体的结构特征及稳定性有重要意义。查明坝址区岩体结构发育特征并对坝肩边坡稳定性评价预测，对该电站后期施工以及运营保障具有重大意义。
　　本文采用现场地质调查为主要手段对坝址区高边坡工程地质特性进行详细调查研究。在此基础上总结边坡可能变形破坏模式，通过试验结合工程类比得到强卸荷岩体参数取值，在定性评价的基础上，采用刚体极限平衡法结合三维数值模拟对上坝址左岸边坡稳定性进行了计算，具体内容及成果如下:
　　(1)调查不同结构面发育及分布特征，对结构面进行工程地质分级。统计分析不同级结构面（Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ级）参数，得到其优势产状。
　　(2)根据钻孔声波测试及平硐地震波测试成果划分风化带，分别划分为弱风化上带、弱分化下带、微新岩体。
　　(3)调查平硐内卸荷现象，根据卸荷裂隙的发育特征划分强卸荷、弱卸荷带，以及未卸荷带。总的来看山脊卸荷深度比冲沟部位大，随高程的增加卸荷深度增加。
　　(4)调查平硐内结构面发育特征并以此划分平硐内不同岩体结构，主要发育有碎块状结构，碎裂结构，镶嵌～次块状结构，次块～块状结构;根据窗口法求得边坡倾坡外结构面的连通率，得到倾坡外结构面平均连通率为62％;根据波速比划分岩体的完整性划分为完整、较完整、较破碎、破碎。
　　(5)根据岩体质量划分标准，划分边坡岩体质量，得出边坡坡表主要修正岩体质量为Ⅳ级、Ⅲ级。岩体质量较好。
　　(6)边坡潜在失稳破坏模式主要是沿结构面的组合破坏形式，坝肩边坡局部岩体内主要发育中至陡倾坡外的结构面。强卸荷带以内的岩体卸荷裂隙发育较密集，普遍张开，部分可看到明显的松动或变位错落，岩体多呈整体松弛，发育陡倾坡外的结构面较多，在自然状态或开挖情况下易发生沿着强卸荷底界的失稳滑动;滑移拉裂式破坏机制。另一种是边坡坡向与X型剪节理组合切割坡体成不稳定块体，易于滑塌。
　　(7)选取坝肩3个剖面的工程地质剖面图，建立概化模型，在Geo-slope中并选取不同的潜在滑动面对斜坡开展基于刚体极限平衡法的稳定性计算分析。根据岩体结构面发育特征及岩体变形破裂特征，对坝肩边坡进行建模分析。计算结果基本稳定，只有H-H剖面四号滑面暴雨及地震工况稳定性欠佳。
　　(8)基于摩尔库伦准则，运用FLAC-3D软件对坝肩边坡的天然工况及开挖工况进行模拟。模拟结果两种工况的边坡基本稳定。

目录

声明

摘要

第1章 绪论及引言

1．1 选题来源、目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 边坡岩体结构特征研究现状

1．2．2 边坡失稳模式研究现状

1．2．3 边坡稳定性研究现状

1．3 主要研究内容与技术路线图

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 区域及坝址区工程地质条件

2．1 区域地质条件概况

2．1．1 区域构造背景

2．1．2 区域地形地貌

2．1．3 区域新构造运动及地震

2．2 坝址区基本工程地质条件

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造

2．2．4 水文地质条件

2．2．5 岩(体)石物理力学性质

2．3 坝肩岩体风化特征

2．3．1 风化的现象及本质

2．3．2 风化特征

2．3．3 岩体风化带的划分

2．4 坝肩岩体卸荷特征

2．4．1 卸荷带划分标准

2．4．2 边坡岩体卸荷现象

2．4．3 边坡岩体宏观卸荷特征

2．4．4 岩体卸荷带的划分

2．4．5 风化卸荷划分结果

2．5 本章小结

第3章 边坡岩体结构特征研究

3．1 边坡岩体结构面的工程分级

3．2．1 结构面分级标准

3．2．2 平硐结构面发育特征

3．2．3 上坝址左岸边坡结构面的连通率

3．2．4 各级结构面发育特征研究

3．3 边坡岩体的完整性分析

3．4 风化及卸荷对岩体结构特征的影响

3．5 边坡岩体结构分类

3．5．1 岩体结构划分标准

3．5．2 岩体结构划分情况

3．6 边坡岩体质量分级

3．6．1 岩体质量划分标准

3．6．2 岩体质量划分情况

3．6．3 修正岩体质量分级

3．6．4 修正岩体质量分级及岩体结构划分图

3．7 本章小结

第4章 边坡失稳破坏模式研究

4．1 控制性结构面发育特征

4．2 边坡失稳模式分析

4．2．1 沿结构面组合的破坏模式的基本特征及其形成机制

4．2．2 楔型滑动模式的基本特征及其形成机制

4．3 本章小结

第5章 坝肩边坡稳定性评价

5．1 坝肩边坡整体稳定性的定性评价

5．2 基于刚体极限平衡法坝肩边坡稳定性评价

5．2．1 计算方法与模型的建立

5．2．2 计算参数选取

5．2．3 计算结果及分析

5．3 坝肩边坡三维数值模拟稳定性评价

5．3．1 计算方法简介

5．3．2 计算模型的建立

5．3．3 计算参数的取值

5．3．4 计算结果分析

5．3．5 三维数值模拟可靠性分析

5．3．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果