云南怒江马吉水电站右岸进水口斜坡变形破坏机制及稳定性研究

发布时间：2017-12-24 10:06

  本文关键词：云南怒江马吉水电站右岸进水口斜坡变形破坏机制及稳定性研究　出处：《成都理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：研究区位于拟建的云南怒江马吉水电站坝区右岸进水口附近,坡内受中缓倾河谷结构面控制的变形破裂现象十分明显,其宏观组合模式表现为滑移-张裂,但是这些结构面并未切脚出露,而是埋藏于坡脚以里或谷下一定的深度,按传统工程地质及岩石力学观点很难理解上述现象的成因。因此,本文在了解研究区工程地质条件的基础上,对斜坡中已有的变形破裂现象进行了现场宏观地质调查和室内微观测试分析,确定其变形破坏组合模式,并定性分析斜坡的变形破坏机制；同时,借助FLAC3D数值分析软件模拟斜坡演化过程,分析坡体中应力场和位移场的变化,进一步论证斜坡变形破坏的成因机制；最后,采用二维刚体极限平衡法和有限元强度折减法,对自然斜坡和开挖边坡的稳定性进行计算分析,从而,对进水口的开挖支护提出合理的建议。主要取得了以下成果和认识：(1)研究区斜坡已有的变形破裂现象主要表现在两个方面：一是斜坡下部沿中缓倾坡外结构面的剪切滑移现象,二是斜坡中上部沿中陡裂发育拉张破裂现象。其总体呈现为滑移-张裂变形破坏模式,但是,与以往所见滑移-张裂模式相比,该斜坡下部中缓倾坡外结构面并没有切脚出露,而是延伸至基覆界面以下。(2)根据现场调查和室内微观测试分析,结合斜坡发育的地质-岩体力学环境条件,研究区斜坡变形破裂是一种由谷底软化效应所主导的滑移-张裂。即谷底(坡脚及谷下)变粒岩因风化软化而发生压缩变形,伴随着变粒岩内的白岗岩脉压碎,导致深埋于坡内的以fI3断层为代表的中缓倾坡外结构面剪切错动,进一步引起斜坡中上部的中陡倾张裂向深部迁移、加剧。(3)在定性分析的基础上,以研究区B6-B6’地质剖面为几何模型,利用FLAC3D软件模拟斜坡演化过程,分析各个时期斜坡中的应力分布规律、变形位移特征及塑性区变化规律。结果表明,在早期河谷下切和岩体风化阶段,结构面两盘的应力分布基本没有变化,且位移差值较小；河谷第二次下切后,结构面附近的最大主应力增大、最小主应力减小；在现今河谷时期,随着坡脚及谷下岩体的风化,结构面两盘的位移差显著增大,表明斜坡中岩体发生明显的变形。计算结果较好地验证了定性分析。(4)研究区斜坡的变形破裂实例,揭示了谷底软化效应的存在。对于不同岩性、不同坡体结构、不同河谷下切阶段,它的影响程度和表现形式可能是不同的,但它与河谷坡形(因自然下切)改变对斜坡的影响一道,存在于整个河谷形成与演化过程中,是一种具有普适性的斜坡地质作用。(5)利用极限平衡法(Slide软件)和有限元强度折减法(Phase2.0软件),分别对自然斜坡和开挖边坡各工况下的稳定性进行分析评价,计算结果表明：自然斜坡和开挖边坡在一般工况下处于基本稳定～稳定状态,Fs1.05；而开挖边坡在极端地震+暴雨工况下,处于欠稳定状态。因此,根据初步进水口的布置,应减少开挖量,将开挖线进行外移,或开挖过程中进行支护。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223

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本文编号：1327905