高寒山区深切河谷碎裂松动岩体发育特征及稳定性研究

发布时间：2017-10-04 20:14

  本文关键词：高寒山区深切河谷碎裂松动岩体发育特征及稳定性研究

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【摘要】：澜沧江上游某电站工程区深切河谷、卸荷强烈,地震多发,地应力高,加之高寒冻融及风化强烈,在坝址区形成了多个碎裂松动岩体区,其发育范围广,深度深,严重影响着边坡稳定性。查明坝址区碎裂松动岩体成因,查清坝址区碎裂松动岩体发育特征以及边坡稳定性评价预测,对该电站后期施工处理以及运营保障具有较大意义。本文采用现场地质调查为主要手段对坝址区碎裂松动岩体赋存地质条件、发育特征、岩体结构特征及变形破坏迹象进行了详细调查,在此基础上,总结了下坝址右岸碎裂松动岩体的变形破坏模式。通过试验结合工程类比得到碎裂松动岩体参数取值,在定性评价的基础上,采用刚体极限平衡法结合数值模拟对下坝址主要碎裂松动岩体边坡稳定性进行了计算,具体内容及成果如下:(1)定义碎裂松动岩体为具有碎裂结构且各向结构面均有张开的岩体。将坝址区岩体分成极强卸荷带、强卸荷带、弱卸荷带及微新岩体四类,而碎裂松动岩体发育在边坡极强卸荷带全部及少部分强卸荷带,表现为测试声波波速较低,岩体内各向结构面均有张开,透水性强,岩体质量差。(2)现场地质调查结合无人机对碎裂松动岩体发育范围进行圈定,详细调查了下坝址右岸碎裂松动岩体发育规模,岩体结构特征以及坡表、平硐变形破裂特征。(3)在坡表变形迹象、平硐破裂特征及结构面调查的基础上,总结了下坝址右岸碎裂松动岩体变形破坏模式,主要为倾倒变形破坏、平面滑动、阶梯状滑动、楔形块体滑动、堆积体失稳模式。(4)结合工程类比对坝址区岩体进行了工程地质分类,一共分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四个大类,其中Ⅲ、Ⅴ类又分为两个亚类,碎裂松动岩体定为Ⅴ2类岩体。(5)采用室内单轴、三轴试验获得坝区英安岩的力学参数,结合现场变形试验、现场大剪试验获得了坝区岩体的力学参数,最后采用工程类比以及相关文献参数反演综合考虑获得了坝址区各类岩体和结构面的力学参数,特别是碎裂松动岩体的参数取值。(6)采用定性评价方法对下坝址右岸2#、4#、6#、8#、10#碎裂松动岩体边坡进行稳定性评价,其整体在天然工况下处于基本稳定状态,在暴雨工况下均处于欠稳定状态,在地震+暴雨工况下处于不稳定状态。对尾水洞及其附近碎裂松动岩体边坡即12#、14#、16#碎裂松动岩体边坡采用刚体极限平衡方法计算了其三种工况下不同控制性结构面组合下稳定性情况。(7)采用离散元UDEC对尾水洞碎裂松动岩体边坡进行了数值模拟,模拟在三种工况下的破坏模式,得出在天然状况下处于基本稳定状态;在暴雨工况下,碎裂松动岩体从下部开始破坏,其后上部碎裂松动岩体发生进一步破坏;在地震工况下,碎裂松动岩体振动松弛后整体发生破坏。(8)采用离散元3DEC数值模拟分析了三个碎裂松动岩体暴雨工况破坏时的启动顺序及破坏过程,得出14#碎裂松动岩体最先启动。
【关键词】：高寒山区 深切河谷 碎裂松动岩体 岩体结构 稳定性
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 选题依据及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 碎裂松动岩体研究现状12
• 1.2.2 边坡稳定性分析方法研究现状12-15
• 1.3 研究内容、思路与技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 研究思路及技术路线16-18
• 第二章 区域地质背景及研究区工程地质条件18-30
• 2.1 区域地质背景18-21
• 2.1.1 区域地形地貌18
• 2.1.2 区域构造18-20
• 2.1.3 地震活动性20-21
• 2.2 下坝址右岸工程地质条件21-30
• 2.2.1 地形地貌21-22
• 2.2.2 地层岩性22
• 2.2.3 地质构造22-23
• 2.2.4 水文地质条件23-24
• 2.2.5 地应力24-25
• 2.2.6 卸荷、风化特征25-29
• 2.2.7 不良地质现象29-30
• 第三章 碎裂松动岩体发育特征及变形破坏模式30-91
• 3.1 下坝址右岸结构面发育特征30-31
• 3.1.1 下坝区右岸结构面的分级30-31
• 3.2 下坝址右岸碎裂松动岩体发育特征31-81
• 3.2.1 2#碎裂松动岩体32-35
• 3.2.2 4#碎裂松动岩体35-41
• 3.2.3 6#碎裂松动岩体41-44
• 3.2.4 8#碎裂松动岩体44-46
• 3.2.5 10#碎裂松动岩体46-51
• 3.2.6 12#碎裂松动岩体51-59
• 3.2.7 14#碎裂松动岩体59-69
• 3.2.8 16#碎裂松动岩体69-80
• 3.2.9 碎裂松动岩体成因机理简述80-81
• 3.3 碎裂松动岩体边坡变形破坏模式总结81-91
• 3.3.1 倾倒变形模式82-84
• 3.3.2 平面滑动模式84-85
• 3.3.3 阶梯状滑动模式85-86
• 3.3.4 楔形滑动模式86
• 3.3.5 堆积体失稳模式86-91
• 第四章 碎裂松动岩体力学特性及参数取值91-106
• 4.1 碎裂松动岩体工程地质分类91-93
• 4.2 碎裂松动岩体力学特性93-104
• 4.2.1 单轴抗压试验93-99
• 4.2.2 三轴压缩试验99-101
• 4.2.3 现场变形试验101-102
• 4.2.4 现场大剪试验102-104
• 4.3 坝址区岩土体物理力学参数建议值104-106
• 第五章 碎裂松动岩体边坡稳定性研究106-128
• 5.1 12#碎裂松动岩体边坡107-109
• 5.1.1 12#碎裂松动岩体边坡稳定性地质分析107
• 5.1.2 边坡稳定性刚体极限平衡计算107-109
• 5.2 14#碎裂松动岩体边坡109-120
• 5.2.1 14#碎裂松动岩体边坡稳定性地质分析109
• 5.2.2 边坡稳定性刚体极限平衡计算109-111
• 5.2.3 离散元Udec数值模拟分析111-120
• 5.3 16#碎裂松动岩体边坡120-122
• 5.3.1 16#碎裂松动岩体边坡稳定性地质分析120
• 5.3.2 边坡稳定性刚体极限平衡计算120-122
• 5.4 尾水洞碎裂松动岩体整体性分析122-128
• 5.4.1 启动顺序分析123-125
• 5.4.2 过程分析125-127
• 5.4.3 最终结果分析127-128
• 结论128-131
• 致谢131-132
• 参考文献132-136
• 攻读学位期间取得学术成果136

【参考文献】

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本文编号：972619