库水位升降条件下岩质边坡稳定性研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:hf2562
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水库岸坡的变形与破坏是一个复杂的过程,影响因素众多。其中开挖卸荷和水的作用是导致边坡失稳的普遍和重要因素,研究边坡在开挖卸荷和库水位变化下的稳定性对于边坡开挖工程设计、支护处理措施等具有重要意义。本文在详细的现场调查、统计以及试验的基础上,结合数值模拟评价了边坡在分步开挖和库水位升降条件下的稳定性,取得的主要认识和结论如下:(1)阜康抽水蓄能电站上水库库周边坡岩体全、强风化不发育,弱风化深度28-80m,平均深度约60m;微风化深度60-80m。边坡强卸荷深度除右坝肩边坡外均不超过6m,弱卸荷发育深度在7-40m。(2)工程区未见Ⅰ级结构面,Ⅱ级结构面仅有F28和F29两条。库周边坡除坡表与坡体内断层发育部位岩体较破碎外,其余部位岩体以完整性差为主。岩体结构由裂隙间距控制,以次块状结构和镶嵌结构为主。(3)采用FLAC3D对边坡分阶段开挖进行的数值模拟计算结果表明,伴随开挖过程的进行,开挖平台与开挖坡面过渡部位最大、最小主应力集中明显;开挖马道和开挖平台前沿易出现拉应力区;开挖面位移大值一般出现在开挖平台前沿,塑性破坏区普遍沿着马道和开挖斜坡分布,以剪切破坏为主、伴随拉张破坏。(4)构筑好堆石坝并完成库盆填方后,通过分析选定流体扰动为流固耦合问题的来源,在FLAC3D中输入自编的循环计算指令,用不断随时间变动的瞬态静水位代替实际的动态水位变化,再进行流固耦合计算,实现了等效动水压力作用的流固耦合计算。计算重点是最高库水位时进行瞬态上升以及下降的数值模拟。计算结果表明,水位上升至最高蓄水位时,坡体内浸润线滞后于库水位变化,孔隙水压力等值线在坡体内出现陡降点并随深度增加,影响逐渐减小。坡体主应力以减小为主要趋势,库盆岩体位移增大,盆底塑性区发展剧烈。水位从最高蓄水位下降后,坡体内水位下降速度滞后于库水位而在坡体内部形成凹槽形浸润线,库盆斜坡岩体的主应力以增大为趋势,坡体位移在滞后的孔隙水压力作用下进一步增大,对边坡的稳定不利,同时塑性区发展明显,以拉张破坏为主。
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