高拱坝坝基开挖对建基岩体工程特性影响的研究

摘要

水电站高拱坝坝基开挖经常会对建基岩体的岩体结构、岩体质量、变形模量及强度参数产生较大影响。坝基开挖时的爆破冲击荷载在岩体中形成一定范围的爆破松弛带。地应力的重分布特别是高地应力河床因坝基开挖产生的应力集中则对岩体工程特性有较大影响。 本文以拉西瓦水电站坝基开挖为原型，通过对坝基建基面的复核，对高拱坝坝基开挖对建基岩体工程特性的影响进行了研究。针对拉西瓦水电站作者主要从岩体结构、爆破松弛、岩体质量、岩体变形模型与强度参数特别是河床坝基锅底式开挖等几个方面综合评价坝基开挖对建基岩体的影响程度及决定这一影响程度的因素。坝基开挖对岩体结构的影响主要表现为强烈的爆破冲击造成岩体裂隙张开，产生新的爆破裂隙，使受影响的岩体波速大幅度降低，完整性系数降低。而且施工开挖后，由于岩体的挖除减载，造成向临空面发生回弹变形，使建基岩体的地应力降低从而产生卸荷裂隙，波速降低，完整性系数降低，且其影响强度向山内递减。本文主要以表部受爆破引起岩体波速大幅度降低的特征作为坝肩开挖时产生爆破松弛带的确定。坝基开挖对建基岩体质量的影响以波速和完整性系数作为主要认定指标；以裂隙间距作为缺少波速时的辅助判定指标。坝基开挖对建基岩体变形模量及强度参数的影响以波速和现场变形实验为主要依据，建立波速、变形模量及强度参数的相关关系式。并分别对爆破松弛带、应力松弛带、原岩带三部分进行评价。坝基开挖对建基岩体河床部高应力区的影响主要为锅底式开挖对河床坝基应力重分布的影响，主要采用现场实测勘查与二维有限元数值模拟的方法评价高地应力条件下河床坝基锅底式开挖对建基岩体工程特性的影响。 通过拉西瓦水电站坝基开挖对建基岩体工程特性的影响研究，可知高拱坝坝基开挖对建基岩体工程特性的影响包括对岩体结构、岩体质量、变形模量及强度参数的降低作用；开挖时因爆破形成一定范围的爆破松弛带；开挖方式决定地应力重分布的特征。

目录

文摘

英文文摘

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第1章引言

1.1选题依据

1.2国内外研究现状

1 3研究内容及研究路线

1.3.1研究技术路线

1.3.2研究技术路线图

第2章工程概况

2.1地形地貌

2.2地层岩性

2.3地质构造

2.4岩体风化与卸荷特征

2.5岩体地应力特征

2.6水文地质

第3章开挖后对岩体结构的影响

3.1坝基开挖对岩体结构的影响有两方面组成

3.2坝基开挖对岩体结构的影响程度的判定

3.3坝基开挖对岩体结构的影响程度的评价方法

3.4左岸坝肩建基岩体结构划分

第4章坝肩开挖后产生的爆破松弛带的确定

4.1爆破松弛带厚度的评价方法

4.2拱肩槽开挖面爆破松弛带的确定

4.3左岸坝肩岩体爆破松弛带的确定

4.3.1左岸坝肩22坝段(2420～2460m高程)爆破松弛带的确定

4.3.2左岸坝肩21坝段(2380～2420m高程)爆破松弛带的确定

4.3.3左岸坝肩20坝段(2340～2380m高程)爆破松弛带的确定

4.3.4左岸坝肩19坝段(2300～2340m高程)爆破松弛带的确定

4.3.5左岸坝肩17坝段(2260～2300m高程)爆破松弛带的确定

4.3.6左岸坝肩15～16坝段(2220～2260m高程)爆破松弛带的确定

4.4左岸坝肩边坡爆破松弛带

第5章坝基开挖对建基岩体质量的影响

5.1开展岩级评价的标准

5.2左岸拱肩槽建基岩体岩级评价

5.2.1左岸拱肩槽爆破松弛岩体岩级评价

5.2.2平行开挖面3～10m(爆破松弛区以里0～7m)不同层面岩级评价

5.2.3距开挖面10m～40m不同层面岩级评价

第6章坝基开挖对建基岩体变形模量及强度参数的影响

6.1评价标准

6.2左岸拱间槽建基岩体变形与强度参数评价

6.2.1左岸拱间槽爆破松弛带变形与强度参数评价

6.2.2左岸拱间槽应力松弛带(过渡带)变形与强度参数评价

6.2.3左岸拱间槽深部正常岩体(平行开挖面10-40m)变形与强度参数评价

6.3左岸拱间槽变形与强度参数总体评价

第7章坝基开挖对建基岩体河床部的高应力区的影响

7.1原始应力状态

7.2河床坝基开挖数值模拟

7.3河床坝基锅底式开挖产生的影响

7.4.对比其它河床坝基开挖方式对建基岩体的影响

结论

致谢

参考文献