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溪洛渡水电站供肩槽高边坡稳定性研究

作　者: 李胜伟
导　师: 李天斌；王兰生
学　校: 成都理工学院
专　业: 水文地质与工程地质
关键词: 溪洛渡水电站拱肩槽高边坡边坡岩体质量分级块体稳定性计算有限元分析边坡坡比
分类号: TV223
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

本文阐明了溪洛渡水电站坝区岩体的形成和演化特征，详细研究了拱肩槽高边坡岩体的工程地质条件，采用修正的CSMR法和模糊综合评判法对边坡岩体质量分级进行了详细探讨和研究，并使分级结果与边坡的宏观稳定性分析相结合。在此基础上，采用地质判断和有限元分析等方法，对高边坡整体稳定性进行系统分析、计算与评价；应用块体理论对高边坡的局部稳定性进行分析计算，确定局部不稳定块体的规模、出露范围，从而对拱肩槽高边坡的局部稳定性有了系统全面的认识和了解。最后，结合地质判断、工程类比及有限元分析结果，确定了拱肩槽高边坡最优设计坡比。论文获得的主要成果如下：（1）溪洛渡水电站边坡岩体质量较好，自然边坡和拱肩槽工程边坡整体上均处于稳定状态。（2）局部不稳定块体较少，天然状态下共有11个不稳定块体，且规模很小，影响深度有限，切割边界也不完善，不会造成大规模的边坡失稳。对不稳定块体及层内错动密集带应采取加固措施。（3）边坡开挖后，岩体产生卸荷回弹的位移量介于2-20cm之间，松弛深度为2-30m。（4）拱肩槽高边坡的最优设计坡比建议为：微新、弱下风化岩体取为1:0.25，弱上风化岩体取为1:0.35-1:0.50，覆盖层开挖坡比1:1.25。在微新及弱下风化岩体的开挖边坡中，每50m高设一级3m宽的马道，在弱上风化岩体的开挖边坡中，每30m高设一级3m 宽的马道。

全文目录

1 前言  7-14
  1．1 选题依据及研究意义  7-8
  1．2 国内外研究概况  8-10
    1．2．1 国内外研究历史及现状  8-9
    1．2．2 存在的主要问题  9-10
  1．3 研究思路及技术路线  10-14
    1．3．1 研究思路  10-11
    1．3．2 技术路线  11-14
2 坝区岩体的建造与构造改造  14-25
  2．1 坝区岩体的建造  14-19
    2．1．1 层间建造  15-17
    2．1．2 层内建造  17-19
  2．2 坝区岩体的构造改造  19-25
    2．2．1 构造位置及区域构造演化  19-20
    2．2．2 坝区的构造特征  20-22
    2．2．3 缓倾角断裂构造改造特征  22-24
    2．2．4 坝区岩体构造改造史  24-25
3 坝区岩体的浅表生改造与岸坡变形破坏  25-37
  3．1 坝区河谷的演化  25-27
  3．2 岸坡岩体的浅表生改造  27-33
    3．2．1 缓倾角结构面的浅表生改造  27-28
    3．2．2 陡倾结构面的浅表生改造  28-33
    3．2．3 岸坡岩体浅表生改造基本模式  33
  3．3 河谷岸坡岩体变形破坏特征  33-37
4．拱肩槽边坡稳定条件研究  37-56
  4．1 自然边坡与工程边坡的坡型特征  37-39
  4．2 边坡的岩性特征  39-40
    4．2．1 峨眉山玄武岩（P_2β）  39
    4．2．2 第四系松散堆积物（Q）  39-40
  4．3 边坡的风化卸荷特征  40-43
  4．4 边坡岩体结构特征  43-50
    4．4．1 概述  43-44
    4．4．2 层间错动带特征（C）  44-47
    4．4．3 层内错动带特征（Lc）  47-49
    4．4．4 裂隙发育分布特征  49-50
  4．5 岩体物理力学性质  50-51
    4．5．1 岩石的物理力学特性  50
    4．5．2 岩体和结构面的变形参数  50
    4．5．3 岩体和结构面抗剪（断）强度参数  50-51
  4．6 边坡的水文地质特征  51-54
  4．7 边坡变形破坏现象  54-56
5 边坡岩体质量分级与分区  56-73
  5．1 边坡岩体野外定性分级  56-58
  5．2 边坡岩体质量分级的CSMR法  58-63
    5．2．1 CSMR分级方法简介  58-61
    5．2．2 对CSMR法的修正  61-62
    5．2．3 分类计算参数选取  62-63
    5．2．4 CSMR分类过程及结果  63
  5．3 边坡岩体质量分级的模糊综合评判法  63-66
    5．3．1 方法原理  63-64
    5．3．2 模糊评判模型  64-66
    5．3．3 评判结果  66
  5．4 边坡岩体质量综合分级  66-71
    5．4．1 不同分类方法结果分析  66-71
    5．4．2 综合分级原理与结果  71
  5．5 边坡岩体稳定性分区  71-73
6 拱肩槽边坡整体稳定性分析与评价  73-101
  6．1 边坡整体稳定性的地质分析与判断  73-74
  6．2 自重应力场作用下的有限元分析  74-91
    6．2．1 计算模型的建立  75-76
    6．2．2 计算方案  76
    6．2．3 右岸拱肩槽边坡计算结果分析  76-84
      6．2．3．1 R400径向剖面  76-80
      6．2．3．2 R480径向剖面  80-83
      6．2．3．3 R590径向剖面  83-84
    6．2．4 左岸拱肩槽边坡计算结果分析  84-90
      6．2．4．1 L400径向剖面  84-87
      6．2．4．2 L440径向剖面  87-90
      6．2．4．3 L560径向剖面  90
    6．2．5 小结  90-91
  6．3 构造应力场作用下的有限元分析  91-101
    6．3．1 计算模型的建立  91-92
    6．3．2 计算结果分析  92-99
      6．3．2．1 R400径向剖面  92-95
      6．3．2．2 L440径向剖面  95-99
    6．3．3 结论  99-101
7 拱肩槽边坡局部稳定性分析与评价  101-126
  7．1 局部稳定性评价的途径与方法  101-104
    7．1．1 分析思路与途径  101
    7．1．2 块体稳定性计算方法  101-104
  7．2 块体边界及结构面力学参数的确定  104-108
    7．2．1 块体边界确定  104-108
    7．2．2 结构面力学参数的确定  108
  7．3 块体稳定性计算及结果  108-119
    7．3．1 确定性块体的分析与计算结果  109
    7．3．2 半确定块体的计算结果  109
    7．3．3 随机块体的计算结果  109-119
  7．4 局部稳定性评价  119-124
    7．4．1 左岸拱肩槽边坡  119-123
    7．4．2 右岸拱肩槽边坡  123-124
  7．5 块体稳定性的因素敏感性分析  124-126
8 拱肩槽边坡坡比选择  126-130
  8．1 坡比选择原则  126
  8．2 坡比选择论证  126-128
    8．2．1 地质分析与判断  126-127
    8．2．2 经验类比  127
    8．2．3 有限元计算  127-128
  8．3 坡比选择结果  128-130
9 结论与建议  130-132
  9．1 主要结论  130-131
  9．2 几点建议  131-132
致谢  132-133
参考文献  133-134

溪洛渡水电站供肩槽高边坡稳定性研究

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