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大渡河长河坝水电站坝肩边坡稳定性研究
作 者: 张进林
导 师: 沈军辉;李天斌
学 校: 成都理工大学
专 业: 地质工程
关键词: 长河坝水电站 坝肩边坡 岩体结构 斜坡应力场及卸荷分带 稳定性评价
分类号: TV223.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 222次
引 用: 10次
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内容摘要
本文在坝址区基本地质条件、斜坡岩体结构及变形迹象研究基础上,着重对坝址区斜坡应力场、卸荷分带及边坡岩体质量进行了研究,并分析了坝肩边坡的变形破坏模式,进而分层次地系统评价了坝肩自然边坡及工程边坡的稳定性。得到如下认识: (1) 应用三维激光扫描技术,对结构面的产出状况进行了精确量测,为坝肩边坡岩体结构研究及确定性模型的建立提供有力的补充。 (2) 采用平硐洞壁应力解除—恢复法对边坡应力分布进行了测试,并结合孔径变形法应力测试成果,分析得出了坝肩边坡应力场的基本特征。 (3) 根据边坡岩体结构类型,结合边坡变形破坏特征,分析了坝肩边坡的变形破坏模式,左岸边坡主要变形破坏方式为倾倒-滑移拉裂型和旋转滑移拉裂型,右岸边坡变形破坏模式主要为滑移拉裂型。 (4) 采用定性与定量相结合的方法,综合研究了坝肩边坡的卸荷分带。在定量划分方面,综合应用了波速、RQD、回弹值及斜坡应力场等测试成果,尤其是探讨了斜坡卸荷分带与斜坡应力分带的相关性。 (5) 采用了定性判断和CSMR法对坝肩边坡岩体质量等级进行了划分,得出了坝肩边坡岩体质量等级以Ⅱ、Ⅲ级为主,左岸边坡Ⅱ、Ⅲ级岩体占70.1%,右岸边坡Ⅱ、Ⅲ级岩体所占比例76.7%。Ⅳ类岩体一般分布在边坡浅表部位,约在平硐口至硐深50米范围内。并根据岩体质量分级,采用地质分析法、经验公式法、工程类比法及数值模拟等方法,综合分析了坝肩边坡的开挖坡比。 (6) 采用地质分析法、刚体极限平衡、有限元及块体理论等方法,分层次、较系统地评价了坝肩工程边坡稳定性,分析表明坝肩工程边坡整体处于基本稳定~稳定状态。工程边坡的稳定性问题主要为浅表部局部的块体失稳,尤其是左岸f21上盘可能存在规模较大的失稳块体。边坡风险性评价结果显示坝肩工程边坡的总体安全性较高。
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全文目录
1 前言 9-17 1.1 选题依据及研究意义 9-11 1.2 国内外研究概况 11-14 1.2.1 岩体结构的研究 11 1.2.2 变形机制的研究 11-12 1.2.3 岩体质量的研究 12 1.2.4 岩质边坡稳定性评价研究 12-14 1.2.5 存在的主要问题 14 1.3 研究思路及技术路线 14-17 1.3.1 主要研究内容 14 1.3.2 研究思路 14-15 1.3.3 技术路线 15-17 2 研究区基本工程地质条件 17-25 2.1 区域地质条件研究 17-22 2.1.1 地层岩性 17-18 2.1.2 区域构造背景 18-20 2.1.3 区域地貌及新构造活动 20-21 2.1.4 地震及其对场地稳定性影响 21-22 2.2 长河坝坝址区工程地质环境特征 22-25 2.2.1 坝址区河谷地貌特征 22 2.2.2 地层岩性 22-23 2.2.3 坝址区地质构造总体特征 23 2.2.4 坝址区岩体应力场特征 23-24 2.2.5 坝址区水文地质条件 24-25 3 坝肩边坡岩体结构特征研究 25-34 3.1 坝肩岩体结构特征 25-31 3.1.1 结构面的工程地质分级 25 3.1.2 断层(挤压带)发育特征 25-27 3.1.3 节理裂隙发育分布特征 27-31 3.2 坝肩岩体结构及稳定性分区特征 31-34 4 坝肩边坡变形破裂特征及基本模式 34-43 4.1 左岸坝肩边坡变形破裂特征 34-37 4.2 右岸坝肩边坡变形破裂特征 37-39 4.3 坝肩边坡变形破坏基本模式 39-43 5 坝肩边坡岩体卸荷分带性研究 43-58 5.1 岩体卸荷分带研究意义及方法 43-44 5.1.1 卸荷、风化作用的原因及相互关系 43 5.1.2 (风化)卸荷分带意义 43-44 5.1.3 卸荷分带研究方法 44 5.2 斜坡卸荷(风化)带的定性划分 44-45 5.3 斜坡卸荷带划分的定量测试 45-54 5.3.1 波速及岩体完整性测试成果分析 46-49 5.3.2 回弹测试成果分析 49-51 5.3.3 二次应力场测试成果分析 51-54 5.4 斜坡卸荷带的综合划分 54-58 6 边坡岩体质量分级及工程边坡坡比选择 58-70 6.1 坝肩边坡岩体质量分级 58-66 6.1.1 边坡岩体质量定性分级标准 58-59 6.1.2 边坡岩体质量定量分级 59-65 6.1.3 小结 65-66 6.2 工程边坡坡比选择 66-70 6.2.1 地质分析与判断 66-67 6.2.2 经验公式估算法 67-68 6.2.3 同类工程经验类比 68 6.2.4 数值模拟优选 68-69 6.2.5 坝肩边坡的坡比选定 69-70 7 坝肩边坡稳定性分析 70-103 7.1 稳定性评价方法简介 70-74 7.1.1 整体稳定性评价方法 70 7.1.2 局部稳定性的分析与评价方法 70-74 7.2 边坡岩体力学参数取值 74-76 7.3 坝肩边坡整体稳定性地质分析 76-78 7.4 坝肩边坡整体稳定性刚体极限平衡计算 78-87 7.4.1 典型剖面的建模分析 78-81 7.4.2 自然边坡整体稳定性计算结果分析 81-82 7.4.3 工程边坡整体稳定性计算结果分析 82-87 7.5 工程边坡整体稳定性三维有限元计算 87-91 7.5.1 计算模型的建立 87-88 7.5.2 初始应力场特征 88-89 7.5.3 工程边坡的应力场、位移场特征 89-91 7.6 工程边坡安全性评价 91-97 7.6.1 工程边坡安全性评价理论基础 91-96 7.6.2 长河坝坝肩工程边坡安全性评价 96-97 7.7 坝肩工程边坡块体稳定性分析 97-102 7.7.1 随机块体稳定性赤平投影分析 97-98 7.7.2 确定性(半确定性)块体稳定性计算 98-102 7.8 稳定性综合评价及措施建议 102-103 7.8.1 稳定性综合评价 102 7.8.2 措施建议 102-103 结论及建议 103-105 致谢 105-106 参考文献 106-107
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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水工勘测水工设计 > 地基基础及其加固 > 岩石地基和半岩石地基及其加固
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