澜沧江班达水电站下坝址岸坡岩体风化卸荷特征及卸荷机理研究

发布时间：2020-07-30 05:05

【摘要】：根据平硐及坡表现场调查发现,研究区左右两岸风化卸荷现象强烈,两岸岩体破碎严重,左右两岸均有韧性剪切带的分布,在部分硐段出现卸荷异常现象,坡表局部位置分布有碎裂岩体,其完整性较差。长大的卸荷裂隙往往是岩质边坡的控制性结构面,是控制边坡发生变形破坏的滑动面或边界,其对边坡的稳定性和坝址的选择起着重要作用。本文在分析坝区工程地质条件以及岩体结构构造特征的基础上,对坝区结构面进行了分析,对研究区的风化卸荷特征进行了阐述,并对卸荷带进行了综合划分。在此基础上,通过数值模拟、物理模拟以及卸荷试验,对研究区卸荷作用进行了研究,结合卸荷影响因数,对研究区的卸荷机理进行了简要分析。论文主要的研究内容及取得的成果如下:(1)通过对坝区两岸结构面统计发现,两岸无I、II级结构面发育,裂隙倾角多中陡至陡倾。坝区左右两岸各级结构面在NE向和NW向均较为发育,结构面倾角大多较陡。根据平硐岩体结构描述,可将平硐岩体划分为块状、镶嵌、碎裂、散体结构以及处于这些结构之间的岩体结构类型。(2)工程区岩体的风化程度受到坝区地形、断层以及地下水等因素影响,风化的严重程度存在较大差异。通过分析,工程区岩体风化作用较弱,且风化作用多发生于构造带和小断层发育带,坝区主要发生的风化作用为化学风化作用,而物理风化作用较弱。对风化卸荷机理进行了论述,并对研究区的风化卸荷现象进行简要描述。采取裂隙张开度、平硐地震波波速和波速比这三个量化指标,对卸荷带进行了综合划分。(3)分析英安岩在卸荷条件下的变化特征,可以看出:试样在加载阶段,主要为轴向变形,当开始卸载围压后,试样就会发生侧向扩容以及体积发生膨胀,当围压卸载到一定程度时,试样就会破坏;而随着围压的增加,破坏时试样峰值强度变大;在相同围压条件下,卸载速率越快,试样越容易发生破坏;在同一围压条件下,卸载速度越快,试样破坏时的围压差就越小,试样弹性模量也越小。(4)利用FLAC软件对河谷演化过程进行了数值模拟,发现随着河谷的不断下切,坡体的最大、最小主应力逐渐降低。坡体在X方向上的位移均向河谷方向,且位移随河谷演化呈逐渐增大的趋势;在河谷位置,始终为位移较小值分布区域,位移较大值主要分布在韧性剪切带范围内。坡体塑性区的分布范围及深度随河谷下切而不断增加;塑性区分布范围主要集中在右岸韧性剪切带内和右岸坡表位置,塑性区在左岸韧性剪切带内分布较少。根据数值模拟结果来看,韧性剪切带对边坡岩体的卸荷影响较大。(5)通过对坝区物理模拟试验发现:伴随着河谷的下切,左右两岸坡体应力逐渐降低;在同一高程位置,坡体内部岩体的应力变化比坡表要小;坡体上部岩体在后期河谷下切时,其应力基本没有发生变化;左岸坡体在河谷下切过程中出现裂纹,且裂纹伴随着河谷下切而逐渐延伸、加宽;卸荷过程中,坡表局部位置出现裂纹以及小范围的垮塌现象;坡体伴随河谷下切产生一定的向河谷方向的位移,在高程越高的位置,位移现象越明显。(6)在长期的地质历史过程中,河谷岸坡形成现今形态,伴随着阶地的下切、临空面发生变化,坡体内部应力的逐渐释放和重新分布,坡体发生卸荷,边坡岩体结构构造发生改变,经过长期的表生改造作用,以及一直以来的物理、化学风化作用而形成现今的地形地貌。通过对物理模拟、数值模拟和卸荷试验进行分析,结合坝区实际条件,对研究区的卸荷机理进行了简要分析。
【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】：TV223.1
【图文】：

水电站坝址,地理位置,剪切带

厚度较薄。两岸部分冲沟沟底分布有块碎石夹。坝址左右两岸均见花岗闪长斑岩韧性剪切带（见图 1-3），性剪切带岩体表层多呈灰黑色，内部多呈灰白色、乳白色，剪切带在下坝分布范围较广，研究其对卸荷作用的影响意义

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班达水电站下坝址位置图

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图 1-3 区内韧性剪切分布图根据野外现场调查可知，坝址区两岸斜坡岩体卸荷强烈，右岸斜坡岸，局部位置出现卸荷异常，卸荷带内部岩体破碎，岩体的完整性隙可能对边坡稳定性起到重要作用。斜坡浅表部由于卸荷等作用造体，对坝肩边坡、坝基稳定性等影响重大，并对后期电站的建设及成重大的安全隐患。基于以上认识，查阅了大量的国内外相关文献，结合“西藏澜沧江预可研阶段高边坡工程地质特性研究”专题研究资料、现场实地调查析坝区两岸岩体工程地质条件、结构以及构造特征的基础上，对两发育特征进行详细描述，并对边坡的卸荷深度、边坡的卸荷空间分变形破坏特征进行了分析，根据以上结果，对卸荷发育特征和局部象进行了总结。从影响卸荷发育的因素来分析坝址岸坡卸荷成因机荷形成机理，结合河谷演化历史，利用地质机制过程分析、物理模

【参考文献】