白鹤滩水电站边坡渗流场及稳定性评价

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白鹤滩水电站河谷地质条件复杂,两岸边坡高陡,河道狭窄;拱坝坝高高度大,泄洪落差大,大坝高速水体泄洪过程将在下游形成强雾化降雨区,易产生边坡失稳问题。因此,研究白鹤滩雾化区边坡稳定性显得尤为主要。本文结合白鹤滩水电站雾化区右岸边坡岩体地质特性、稳定性控制边界条件,分析了白鹤滩右岸边坡雾化降雨入渗规律以及雾化区右岸边坡在各种工况条件下稳定性变化规律。本文的主要研究内容及结论如下:(1)断层、层间错动带、层内错动带等控制性结构面对地下水的流动有着重要影响。一般来说,断层容易形成渗流通道,坡面水流可沿断层迅速下渗,而层间层内错动带等软弱夹层对渗流有着阻水效应,夹层部位上部水头一般较下部高。(2)在雾化雨入渗作用下,高边坡坡面浅部压力水头会显著提高,非饱和区范围逐渐减小,同时会在一些缓坡坡面和坡脚位置出现较大范围的暂态饱和区。随着降雨入渗过程持续进行,总体上高边坡内压力水头会不断升高,坡脚饱和区会不算扩大,水位大幅抬升,但高程较高的地方受雾化雨影响较小,随着雨水不断下渗其压力水头会减小。降雨结束后,由于水分蒸发和下渗,坡面含水量不断减小,但边坡下部饱和区高程下降不明显。整体模型上看,雾化雨强度顺河向递减,边坡岩体渗流场受雾化降雨影响作用的大小沿坝肩向下游减小,剖面离坝肩的距离越远,水位升高的值越小。(3)经过天然降雨和强雾化雨,结构面处的渗流场变化明显。随着降雨的持续,压力水头不断上升,饱和区范围逐渐扩大(4)对右岸天然边坡在考虑Ⅷ地震条件、自然强降雨3天、泄洪雾化雨5天以及停雨5天后的条件下稳定性情况进行了分析,右岸边坡向外的最大滑动变形为12.00mm,各种条件右岸边坡变形机制基本不变,,在雾化降雨区边坡稳定性较差,但总体上边坡较稳定,塑性区范围主要沿结构面及边坡表面零星分布。
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