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锚固机理是边坡工程研究的重要内容,数值模拟方法已广泛应用于岩土工程的许多方面,但运用数值方法研究预应力锚固机理还处于初级阶段。本文以边坡锚固机理分析为主要内容,运用数值模拟方法对恶滩水电站4#机边坡锚固机理进行分析研究,并在研究基础上,得出比原锚固方案更经济实用的锚固方案。此课题不仅具有一定的理论研究意义,也有重大的实践价值。
本文首先介绍了研究区的地质条件,然后对研究区边坡岩体质量分类,接着采用拉格朗日法对4#机边坡进行了数值模拟。先分别模拟了其在天然状态、边坡一次开挖后、水位上升后、边坡二次开挖后及水位下降后几个工况下边坡的应力和变形情况,并对位移和应力等值线图进行了分析,边坡一次开挖后,位移增大,但增大量并不大;水位上升对位移影响不大;边坡二次开挖后,由于开挖了F711断层边坡上的出露点,位移迅速增大,边坡稳定受到严重影响,需对其进行支护;水位下降后,位移继续增大,但增大幅度减小。接着对加固后运行期的工况进行了数值模拟,由位移和应力等值线图可以看出加固后,位移和应力都有所改善,取围堰上和边坡上两个特征点A和B作为跟踪点,由A和B点的历史位移图看出开挖后由于断层和开挖临空面影响,位移一直增大,加固后,位移减小,渐趋于稳定。并对改变锚固参数(砂浆强度、预应力吨位、群锚间距)后的工况进行了模拟,由位移和应力等值线图深入地分析论述了预应力锚固机理,由分析结果得出了较合理的锚固方案。最后对原锚固方案和试验得出的锚固方案进行经济安全比较,最终得出较合理的锚固措施。