云南苗尾水电站溢洪道进水渠边坡倾倒岩体稳定性研究

摘要

苗尾水电站位于云南省大理州云龙县旧州镇境内的澜沧江河段上，是澜沧江上游河段一库七级开发方案中的最下游一级电站，上接大华桥水电站，下邻澜沧江中下游河段功果桥水电站。坝址区两岸发育有大型倾倒变形体，且产生了严重变形。溢洪道进水渠边坡岩体倾倒变形现象发育，开挖面与岩层走向近垂直，施工过程中，监测结果表明边坡产生了一定的变形，边坡倾倒岩体的稳定性对于进水渠边坡施工期及运营期意义重大。因此，本文以苗尾水电站左岸溢洪道进水渠边坡为研究对象，利用地质分析法、数值模拟分析法和考虑蓄水以及水位变化的稳定性研究等，深入分析和研究了进水渠边坡现有的变形特征并对其稳定性进行了评价。主要取得的成果如下:
　　(1)查明了边坡地质工程条件。根据边坡施工期的现场调查，研究了进水渠边坡的岩体结构特征，结果表明:进水渠边坡发育有较多的挤压破碎带、片岩软弱带以及沿层面的石英脉，边坡上游侧岩体较破碎，软岩和硬岩呈互层分布。
　　(2)建立了进水渠边坡倾倒岩体工程地质模型。根据现场对进水渠边坡倾倒岩体的岩体结构精细描述，分析了边坡倾倒变形岩体产状与边坡基岩之间的区别，对边坡进行了岩体结构分区。对优势结构面的发育特征以及对边坡稳定性的控制作用进行分析，同时，整理分析前期的平硐资料。
　　(3)开展边坡岩体的室内试验研究。对硬质岩组试验为点荷载试验;对片岩的试验研究包括常规三轴试验和蠕变三轴试验，试验结果显示其强度较低，岩体内裂隙较发育，尤其蠕变三轴试验测得软弱片岩的蠕变性较强，长期强度为瞬时强度的75％左右。
　　(4)确定了进水渠边坡倾倒变形体的变形破坏模式。通过对边坡变形监测数据分析以及通过对边坡分级开挖离散元数值模拟，分析了边坡开挖下稳定性的响应特征，开挖面岩体倾倒变形特征，确定了边坡可能产生的整体变形破坏模式为浅表层倾倒-滑移拉裂模式。
　　(5)对进水渠边坡进行了蓄水和水位升降的稳定性分析，对边坡长期稳定性进行了评价。通过对进水渠边坡蓄水过程中以及水位升降过程的稳定性分析，蓄水对剪出口在蓄水位以下的滑面稳定性有利，水位下降对其不利。根据对溢洪道进水渠边坡潜在滑面的长期稳定性分析，结果显示，蓄水工况下的稳定性系数满足设计要求;降雨和地震工况，虽然稳定性系数有所降低，但是潜在滑面的稳定性系数仍大于1.15，满足设计要求。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，但大于1.05，仍满足设计要求。综上所述，边坡稳定性系数满足设计要求。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外岩体倾倒变形机理和岩体结构研究现状

1．2．2 国内外倾倒岩体稳定性评价研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 边坡地质环境条件

2．1 自然地理条件

2．1．1 地理位置

2．1．2 气象水文条件

2．2 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 地震

第3章 进水渠边坡岩体结构特征

3．1 概述

3．2 边坡岩体结构特征

3．2．1 开挖面岩体结构特征

3．2．2 边坡内部岩体结构特征

3．3 岩体倾倒变形分级

第4章 边坡岩体物理力学特征

4．1 概述

4．2 点荷载试验

4．3 片岩饱水三轴压缩试验

4．4 片岩饱水蠕变试验

4．5 岩体物理力学参数取值

4．6 小结

第5章 进水渠边坡变形破坏模式研究

5．1 概述

5．2 边坡支护方案

5．3 监测资料分析

5．4 边坡变形模式研究

5．4．1 模型建立

5．4．2 参数选取

5．4．3 计算结果分析

5．4．4 边坡变形模式分析

第6章 水库运行条件下边坡稳定性研究

6．1 岩体渗流参数反演

6．2 边坡开挖后地下水位模拟

6．3 蓄水条件下边坡稳定性研究

6．4 水位升降条件下边坡稳定性研究

6．5 边坡长期稳定性评价

6．5．1 潜在滑动面的确定

6．5．2 参数和工况的选取

6．5．3 结果分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果