雅砻江旦波上部变形体临界位移预测预警研究

发布时间：2020-07-20 11:25

【摘要】：旦波堆积体位于杨房沟水电站坝前右岸,为一物质组成、结构及成因复杂的堆积体。前期的勘察表明,该堆积体在蓄水后将会整体失稳破坏,设计单位采用中上部减载、下部抗滑桩防治工程措施进行治理。在施工过程中,由于连日降雨,2017年7月14日该堆积体上部产生了明显的宏观变形,至2017年11月3日变形体后缘累计最大变形量达到了2.3m,但变形体整体并未失稳破坏。因此在变形机理研究基础上,开展变形体临界位移研究,对施工安全具有现实意义,对雅砻江流域类似堆积体变形预测预警具有一定的理论意义。本文在变形体地质结构、宏观变形特征及监测资料研究基础上,分析了变形体的变形影响因素及变形机理,采用FLAC~(3D)数值模拟软件印证变形体的变形机理,建立地质-力学-变形模型,预测旦波上部变形体的破坏临界位移,最后对变形体进行预警分级研究并对监测方案进行优化。取得如下主要研究成果。(1)旦波堆积体是一个物质组成、结构及成因复杂的堆积体,堆积体下部为崩塌堆积区(Ⅰ区),上部为古滑坡堆积区(Ⅱ区)。上部变形体是古滑坡堆积体的局部复活,分布高程2340-2430m,大致呈钟形,南北宽106m,东西长145m,方量约15万m~3。下伏基岩为三叠系上统杂谷脑组(T3z)灰色变质钙质石英砂岩夹黑云石英片岩、板岩。(2)变形体的变形特征呈现推移式滑坡的变形特征,后缘呈弧形的拉裂缝,两侧分布雁行式的剪胀裂缝。根据变形体的地质结构及变形坏破特征,结合地表位移等监测数据,得出变形体的变形机制为:变形体处于古滑坡堆积体内部,前缘第四、五级施工便道的开挖一定程度上改变了前缘的临空条件,在连续强降雨条件下,后缘清方使雨水顺斜坡汇流入渗至滑带,使古滑体滑带的抗剪强度大大降低,上部变形体后缘的抗滑力小于下滑力,导致了上部变形体变形的发生。(3)采用FLAC~(3D)软件模拟旦波上部变形体在天然工况下、开挖工况下和开挖+降雨工况下的受力变形情况。得出变形体在天然状态下处于基本稳定状态。在前缘施工道路开挖+上部清方工况下,总位移整体上无明显变化。在开挖+降雨工况下,变形体的最大变形达到了2.3m,整体上呈“后大前小”的变形分布特征,这也与实际情况相吻合。(4)建立适合旦波上部变形体的地质-力学-变形模型,选择变形最大的后缘监测点B2,以及变形体前缘监测点B5两个点作为变形体的特征点,来判断整体变形体的稳定状况。运用强度折减法,得到在不同折减系数下的B2、B5监测不同步位移,汇总拟合得到一个满足指数方程的函数公式,最终预测得到旦波上部变形体后缘监测点B2的总位移达到6.69m、变形体前缘B5合位移量达到0.449m时发生失稳破坏。(5)参考《中华人民共和国突发事件应对法》的四级预警分级,建立了适合旦波上部变形体的预警分级体系。针对变形体现有的监测措施,从地表位移监测、深部位移监测、地表裂缝监测等4个方面提出监测优化措施,进一步完善了旦波上部变形体的监测预警体系。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV223
【图文】：

技术路线图,论文研究

论文研究技术路线图

海拔,径流,立体气候,亚热带气候区

9图 2-1 研究区交通位置图研究区属川西高原气候区，境内干湿季节分明，立体气候显著。海拔 300下属亚热带气候区，年均温度 17.2℃、年均降雨量 800mm 左右，6-9 月降为集中（图 2-2）。海拔 3000-5000m 之间高原气候特征明显，旱季干燥多，雨季湿润多暴雨。海拔 5000m 以上属高寒气候，干燥寒冷，多冰雪覆盖砻江从堆积体前缘流经，江面宽约 50m，水位深 3-6m。其径流补给主要来大气降雨和冰雪融水，水流量丰沛，多年平均流量为 896m3/s，洪水期可010m3/s，由于研究区旱、雨季分明，故枯、汛期分明，径流集中在雨季，径占全年 80%以上，具有峰低量大而历时长的特点，洪、枯水位变幅一般在右，最大可达 6m 以上。

气象信息,国家,堆积体,数据

图 2-2 研究区气象情况（据国家气象信息中心数据）.1.2 地形地貌研究区地处新生代活动强烈的青藏高原东南侧，是横断山系的重要组成，属于强烈切割山原亚区貌单元，为高山峡谷地貌（图 2-3）。旦波堆积体位于坝址上游雅砻江右岸，距坝址大约 0.5km，分布在 2050465m 高程之间。堆积体处于雅砻江流向由南南西向转为南南东向的凹岸部位流的侧向侵蚀作用强烈。堆积体上游侧发育一条小型冲沟，宽约 5~15m，长00m。堆积体下游约 50m 处发育年公沟，该沟深切成谷，沟宽约 50m，长约 3k使堆积体所在上部斜坡处于三面临空的地貌条件（图 2-4）。堆积体地形呈下部略陡上部稍缓，临江呈陡坎地貌。2320m 高程以下总体约 39°，2320m 高程以上总体坡度在 28.5。2300m 高程以上平缓地段多为耕地有居民房屋。整个堆积体上植被以矮小灌木及杂草为主，局部零星生长有高木。堆积体内冲沟不发育，高程2400～2465m以上后缘边坡总体坡度35°～4基岩裸露，局部分布薄层残坡积。

【参考文献】