雅砻江新龙水电站近坝右岸倾倒变形体失稳模式及稳定性研究

摘要

新龙水电站坝址位于新龙县城上游5km处相地村雅砻江干流上，水库正常蓄水位3107m，相应回水长度约26km、库容约0.83亿m3，电站装机容量240MW。新龙水电站近坝右岸分布有倾倒变形体，前缘位于河水面与公路之间，后缘伏于Ⅴ级阶地之下，变形体顺河向长约1400m，横河向宽约170m，前后缘高差约300～310m，水平分布深度20～80m，一般40～60m，方量约1600万m3。倾倒变形体是右岸坝肩开挖及未来水库蓄水后的边坡稳定性的重大工程地质问题。
　　本文通过对倾倒变形体所在地质环境调查，利用钻探、硐探和地球物理勘查的方法对变形体的空间分布特征和变形破坏特征等进行了详细勘探，并按不同倾倒变形程度进行变形体分区，确定其可能失稳模式，最后通过极限平衡法和三维有限元模拟对其稳定性进行分析，主要结论有:
　　(1)倾倒变形体以板岩为主，板理极发育，岩性较软弱，岸坡岩体陡立，且河谷走向与岩层走向小角度相交，伴随雅砻江下切，地壳相应抬升，使得岸坡岩体向临空面发生倾倒～弯曲、弯曲～拉裂、弯曲折断形成潜在底滑面的失稳模式。
　　(2)通过现场调查、平硐测绘和物探剖面测试，对强、弱倾倒变形体进行了合理划分，强变形体变形后的岩层倾角在10～40°，而弱变形体变形后的岩层倾角在40～70°;依据倾倒变形体发育特点及岸坡现状稳定性，将其划分为A1、A2及B三个变形区，其中A2区表部强变形体整体稳定性一般，局部稳定性较差，但比A1区总体稳定性稍好，B区强变形体整体稳定性良好。
　　(3)野外调查显示，倾倒变形体表层存在坍滑的可能，尤其是A1和A2区，其破坏模式为牵引式，即前缘锁固段受损，滑动后导致中后部沿强或弱变形体折断形成整体滑动。因此在倾倒变形体稳定性计算中，按强、弱变形体折断形成整体滑动进行分析评价。
　　(4)对倾倒变形体稳定性计算分别考虑蓄水前、蓄水位和水位骤降三种工程条件，叠加天然、暴雨和地震三种工况，计算结果表明其在天然状态下，强、弱倾倒变形体整体稳定，强变形局部存在掉块落石的可能;在暴雨或地震工况下，强变形体存在部分或整体失稳的可能。
　　(5)采用Flac3D有限差分法对倾倒变形体应力应变进行分析，结果表明变形体蓄水前、后的天然及暴雨工况下，应变增量和位移量微小，未出现塑性屈服，整体稳定;但蓄水前、后的地震工况下，强变形体应变增量和位移较大，强变形体整体出现塑性屈服，坡体稳定性变差。且A2区由于地形因素，应变增量和位移量普遍大于A1区。同时弱变形体由于受到上覆强变形体大变形的牵引也变现出一定的位移和塑性屈服，但范围较小。蓄水后水位骤降工况下，变形体应变增量和位移较大，强变形体整体出现塑性屈服，坡体不稳定。该结果与变形体极限平衡法计算结果相吻合。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 倾倒变形体失稳模式及机理研究

1．2．2 倾倒体稳定性评价方法

1．3 研究内容与技术路线

第二章 研究区地质环境条件

2．1 工程概况

2．2 区域地质

2．2．1 区域地形地貌

2．2．2 区域地质构造

2．2．3 新构造运动与地震

2．3 研究区地质环境条件

2．3．1 地形地貌

2．3．2 地层岩性

2．3．3 地质构造

2．3．4 物理地质现象

2．3．5 水文地质条件

第三章 倾倒变形体发育特征及成因机制分析

3．1 倾倒变形体变形破坏特征及分区

3．1．1 倾倒变形体形态特征

3．1．2 倾倒变形体分区及破坏特征

3．2 倾倒变形体成因机制分析

3．2．1 倾倒变形体形成的控制因素

3．2．2 倾倒变形体成因机制及失稳模式分析

第四章 倾倒变形体稳定性分析

4．1 岩体质量分级及其物理力学参数取值

4．2 潜在滑动面强度参数取值研究

4．3 变形体稳定性的极限平衡计算分析

4．3．1 蓄水前倾倒变形体稳定性分析

4．3．2 正常蓄水变形体稳定性分析

4．3．3 水位骤降变形体稳定性分析

第五章 倾倒变形体稳定性的FLAC3D数值分析

5．1 模型的建立

5．2 数值模拟过程分析

5．2．1 变形体蓄水前不同工况下数值分析

5．2．2 变形体蓄水后不同工况下数值分析

5．2．3 变形体蓄水后水位骤降工况数值分析

5．3 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的主要学术成果