金沙江旭龙坝址区左岸高陡斜坡岩体结构特征及稳定性初探

摘要

拟建的旭龙水电工程位于云南省德钦县与四川省得荣县交界的金沙江上，大坝为213m混凝土双曲拱坝。旭龙坝址区所在金沙江河段谷坡高陡，规模巨大，坝区岩体经历了长期的地质作用，结构面发育，岩体结构特征复杂，结构面的相互交接可能引起斜坡的变形失稳，影响工程计划的顺利进行和安全运营。在工程开挖施工以后，左岸将形成坝肩高边坡，开挖规模大，形成的工程边坡高陡，一旦失稳，即使是小规模的块体，都会造成严重的后果。
　　本文以金沙江旭龙水电站坝址区左岸高陡斜坡为研究对象，在对坝址区基本地质条件调查的基础上，对坝址区左岸斜坡的岩体结构面特征、斜坡岩体变形破坏模式和岩体质量分级进行了系统研究，最后运用FLAC、SASW等数值程序对斜坡的整体稳定性和局部块体稳定性进行了分析和研究，主要取得以下几点认识和结论:
　　(1)坝址区主要出露印支期灰白色中细粒花岗岩(γ5)、中元古界雄松群三段的灰黑色-暗绿色斜长角闪片岩(Pt2x3)，以及印支期对斜长角闪片岩混合变质作用形成的混合岩。研究区大地构造演化历史悠久，构造作用复杂，把左岸分为四个构造分区进行研究;
　　(2)研究区断层类结构面主要为Ⅲ、Ⅳ级，且多与岸坡走向大角度相交;Ⅱ级结构面仅发育F1、F2两条;通过对坝址区各级结构面和各分区结构面分析可以发现，坝址区大部分结构面与金沙江岸坡呈小角度相交，各分区的优势结构面方位均不相同，且大部分为中陡倾角，缓倾角较少。
　　(3)根据对坝址区左岸斜坡进行的分区、分高程的变形破坏迹象调查，结合斜坡的岩体结构特性，进行变形破坏模式分析，提出了4种左岸斜坡岩体的变形破坏模式。
　　(4)运用岩体质量分级的RMR法和CSMR法对左岸斜坡的岩体质量进行初步分级，然后结合现场地质分类，考虑各种方法的权重，综合得出各级岩体质量的界线。分级结果表明各个高程上的岩体基本顺河呈带状分布，向山内依次为Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ类岩体，而且Ⅳ类岩体随着高程的上升深度随之加深。CSMR岩体质量分级法所得的结果表明，斜坡浅表层的稳定性一般，只有局部位置的稳定性差。
　　(5)运用二维有限差分数值模拟软件FLAC2D，考虑斜坡岩体的卸荷特征，对斜坡的整体稳定性进行模拟研究。基于莫尔—库仑准则并利用强度折减法得出的左岸斜坡稳定系数表明斜坡整体稳定，但是斜坡中高程的表层岩体的稳定性较差。然后运用SASW数值程序对斜坡局部块体稳定性的模拟研究表明，斜坡上各种结构面可能组成的最大规模的块体，稳定块体较多，没有大范围的块体失稳现象，但是斜坡表面的局部位置还是存在着小规模的不稳定块体。在以后斜坡的施工过程中应注意不同部位的块体的稳定情况，必要时应当采取适当的工程保护措施防止其失稳。

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 斜坡岩体结构的研究现状

1．2．2 斜坡稳定性的研究现状

1．3．主要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 坝址区工程地质条件

2．1 区域地质背景

2．2 坝址区工程地质环境条件

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、卸荷

2．2．5 地应力特征

2．2．6 坝址区岩(石)体物理力学性质

第3章 左岸斜坡岩体结构面特征研究

3．1 Ⅱ级结构面工程地质特征分析

3．2 Ⅲ级结构面工程地质特征分析

3．3 Ⅳ级结构面工程地质特征分析

3．3．1 断层类结构面工程地质特征

3．3．2 长大裂隙工程地质特征

3．4 Ⅴ级结构面的工程地质特征

3．5 左岸斜坡分区分析

3．5．1 左岸Ⅰ区结构面分析

3．5．2 左岸Ⅱ区结构面分析

3．5．3 左岸Ⅲ区结构面分析

3．5．4 左岸Ⅳ区结构面分析

3．6 本章小结

第4章 左岸斜坡变形破坏迹象及变形破坏模式研究

4．1 左岸斜坡变形破坏迹象

4．1．1 左岸Ⅰ区斜坡岩体变形破坏迹象

4．1．2 左岸Ⅱ区斜坡岩体变形破坏迹象

4．1．3 左岸Ⅲ区斜坡岩体变形破坏迹象

4．1．4 左岸Ⅳ区斜坡岩体变形破坏迹象

4．2 左岸斜坡岩体变形破坏模式分析

第5章 左岸斜坡岩体质量分级

5．1 岩体质量分类方法

5．1．1 RMR岩体质量评价方法

5．1．2 CSMR岩体质量评价方法

5．2 斜坡岩体质量分类

5．2．1 岩体质量分类过程

5．2．2 岩体质量分类结果

5．3 岩体质量综合分类及分布特征

5．4 本章小结

第6章 左岸斜坡稳定性研究

6．1 整体稳定性

6．1．1 整体稳定性定性评价

6．1．2 整体稳定性定量评价

6．2 局部块体稳定性

6．2．1 局部块体边界确定

6．2．2 块体物理力学参数的确定

6．2．3 块体稳定性计算结果

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果