黄河茨哈峡水电站坝后右岸高边坡稳定性分析

摘要

拟建的茨哈峡水电站位于青海省海南藏族自治州黄河峡谷河段，面板堆石坝坝高为254米，水库正常蓄水位2980米，电站装机容量260万千瓦，是黄河龙羊峡水电站河段上游装机容量最大的水电站。研究的坝后右岸高陡岩质边坡内，发育有较大的中缓倾坡外断层，边坡后缘拉裂变形严重。该边坡若发生较大规模的变形破坏，将影响发电站尾水的泄流及溢洪道的泄流。
　　本文以坝后右岸高边坡为研究对象，深入现场对边坡的地质条件、变形破坏迹象进行了调查工作，以此为基础对边坡岩体结构特征、变形破坏类型及成因机制进行了研究，对边坡的控制性边界的力学参数进行相关试验，计算讨论控制性边界的组合关系，并确定控制性边界;最后对边坡稳定性采用刚体极限平衡法及有限元强度折减系数法进行评价。主要的工作及获得的研究成果如下:
　　(1)对层状岩层构成的坝后边坡的众多平硐进行了岩性统计，得到了岩性在不同平硐的分布状况，以及不同岩性所占的比例。以岩层的单层厚度，结合平硐波速测试的结果对应岩体完整程度，划分边坡岩体结构类型。对岩体结构面进行了分组统计得到岩体结构面特征。
　　(2)整理现场调查资料，初步研究了边坡结构面发育特征，其中最为发育的一组是断裂为顺层弱面，陡倾坡外下游。采用波速比的指标，划分了平硐岩体强弱风化带界限。以岩体卸荷裂隙的数量、张开宽度及波速比综合得到了各平硐岩体卸荷带深度。
　　(3)根据边坡变形破坏迹象，划分了边坡变形破坏类型。分析了边坡较大的中缓倾坡外断层的空间展布及其对边坡变形破坏的影响，确定了底滑面边界。
　　(4)根据边坡中段F27断层上下盘变形破坏特征、岩体完整程度和后缘拉裂变形破坏迹象，确定了该边坡变形破坏机制为蠕滑-拉裂变形破坏。
　　(5)为获得边坡控制性边界力学参数，对底滑面断层泥进行了强度试验;对岩桥段采用有限元的分析，结合变形特征及对应岩级，分析了岩桥段的强度参数，确定了控制性边界的强度参数。根据缓倾坡外的F27大断层与后缘系列拉裂带，以及岩桥路径的组合，计算讨论边坡控制性边界组合形式，确定了该边坡的控制性边界，最后利用确定的边坡控制性边界建立模型，采用刚体极限平衡和有限元强度折减系数法计算、分析了边坡不同工况的稳定性，计算结果显示，坝后右岸边坡在暴雨工况（水雾状态）下稳定性差，有失稳的可能。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 层状岩体顺层边坡研究现状

1．2．2 岩质边坡变形破坏模式研究现状

1．2．3 边坡稳定性评价研究现状

1．3 研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区地质环境条件

2．1 区域地质背景

2．1．1 区域构造背景

2．1．2 新构造运动及地震

2．2 研究区地质条件

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造

2．2．4 岩体风化与卸荷

2．2．5 水文地质条件

第3章 岩体结构特征及坡体结构特征分析

3．1 边坡基本特征

3．2 岩性组合特征研究

3．3 岩体结构特征

3．3．1 岩体结构划分依据

3．3．2 岩体结构特征

3．4 岩体结构面特征研究

3．4．1 岩体结构面分级

3．4．2 岩体结构面特征

3．5 坡体结构特征

第4章 边坡变形破坏特征及成因机制分析

4．1 坝后边坡变形破坏特征

4．1．1 坝后边坡正常卸荷拉裂变形特征

4．1．2 边坡浅表部局部岩体倾倒变形

4．1．3 边坡深部岩体拉裂变形

4．2 坝后边坡岩体变形破坏机制分析

4．2．1 坝后边坡高处岩体拉裂变形成因机制

4．2．2 坝后边坡深部沿中倾坡处断层上盘变形破坏的成因分析

第5章 边坡稳定性评价

5．1 边坡地质分区及稳定性定性分析

5．2 控制性边界力学参数取值

5．2．1 底滑面F27断层力学参数

5．2．2 岩桥段力学参数

5．2．3 边坡岩体力学参数综合取值

5．3 边坡控制性边界组合研究

5．4 边坡稳定性分析

5．4．1 刚体极限平衡法

5．4．2 有限元强度折减系数法

5．4．3 稳定性计算结果分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果