积石峡水电站右岸坝肩岩体渗流分析研究

积石峡水电站位于青海省循化县境内的黄河干流上,蓄水后右岸坝肩下游地下水位抬升,陡壁岩体层面局部出现渗水的现象。针对电站右岸坝肩岩体渗流现状,对坝肩渗流场及边坡的稳定性进行研究。研究结论认为,积石峡水电站右岸坝肩存在局部绕渗现象,但岸坡渗流稳定;右岸边坡渗水来源包括上游库水位绕渗和山体内裂隙水两部分;右岸边坡稳定安全系数满足规范要求,处于稳定状态。     

奎屯河新龙口右岸山体崩塌原因及再次失稳可能性分析

奎屯河新龙口段山体历史上多次发生山体塌滑破坏,最近一次山体崩塌较为反常地发生在1月寒冷季节,而不是通 常的7、8月雨季,针对该段山体频繁发生破坏而且还出现反季节崩塌这种特殊情况,从区域地质背景、地震作用、地形地貌、气 候及降水等几个方面分别详细论述了产生崩塌的原因,同时指出这次反季节崩塌产生的触发原因在于气候反常造成雪水入 渗、短时间内发生多次冻融,裂隙中液态水结冰产生膨胀力诱发了此次山体崩塌。采用赤平投影分析论证了潜在崩塌的可能 性问题,指出发生此次崩塌后的右岸山体仍然未达到稳定状态,还可能再次发生破坏,同时应用实体比例投影法圈定了最有 可能破坏的山体位置并对崩塌方量进行了计算,从而对山体潜在崩塌可能性及规模有了一定把握,对该段山体崩塌的防治具 有实际的工程意义。     

金沙江虎跳峡水电站龙蟠坝区坝肩边坡的稳定性研究

论文从龙蟠地区的基本地质环境入手,分析了工程区的地貌地质特征,以此获取了客观的计算模型。在此基础上,对在现今应力场作用下工程坝肩边坡的稳定性采用了有限元模拟,并对模拟的结果进行分析,得出坝肩边坡在现今应力场作用下左岸岩体应力-形变处于明显卸荷状态,右岸滑坡体处于明显的应力松驰阶段,但总体来说坝肩边坡在天然状态下是处于稳定状态的;同时对右岸滑坡体采用不平衡推力法对各种工况条件下的稳定性进行计算,并对计算结果进行分析得出右岸滑坡体在各种工况条件下也是处于稳定状态的。      

强震作用下山体崩塌破坏有限元分析

基于汶川大地震下,山体边坡发生大规模塌滑等地质灾害的现状,为了深入研究山体在强震动力作用下进入非线性状态并开裂破坏的力学机理,通过理论研究从拉张破裂的角度对山体崩塌机制进行分析,并给出拉张判据。用有限元开发程序对山体边坡在强震动力作用下拉张破坏进行数值模拟,并与振动平台相似材料实验下的监测结果对比分析。表明,强震荷载激励下,岩石第一主（拉）应力极易达到其抗拉强度,则岩体优先发生拉张破裂。在强震动力作用过程中,拉张破裂不断积累,即在松动区的松散程度和松散范围不断增大,形成山体塌滑趋势。揭示了山体边坡从连续介质状态开始崩塌破裂的发生机制,为后续进行复杂的山体破坏力学研究提供依据。     

震裂山体崩塌形成特征及运动学三维模拟——以汶川县三官庙村崩塌为例

三官庙村震裂山体位于汶川强震区,又于2018年7月20日和2019年8月22日发生了两次震后崩塌灾害,严重威胁坡脚居民生命财产安全.通过对震裂山体危岩现场地质调查、无人机航测和室内三维数值模拟,阐述了震裂山体-崩塌发生的成因机理和动力学过程,并对潜在危岩区的危险性进行了分析评价.研究结果认为,此类崩塌形成过程可划分为3...     

盐池河磷矿山体崩坍破坏机制的研究

1980年6月3日,盐池河磷矿发生灾难性大规模山体崩坍,崩坍山体的总体积约100万方,崩坍堆积物的分布范围为500×478米左右,河床最大堆积厚度达40米,造成很大的损失。 为分析崩坍山体的变形过程,破坏机制及其影响因素,在地质调查及变形观测的基础上进行了有限单元计算及模拟试验,其结果与崩坍山体的实际变形破坏极其相似。     

湖北宜昌盐池河滑坡成因机理分析

1980年6月3日湖北宜昌盐池河发生大规模山体滑坡地质灾害,滑坡体总体积约130×104m3,导致284人死亡。通过现场调查和分析后认为,地下采矿是盐池河滑坡的重要原因。针对已有对盐池河滑坡研究中存在不足,考虑到随机介质理论在岩层移动变形分析中的应用,采用随机介质理论方法对地下采矿作用下盐池河滑坡体移动变形规律进行研究。并结合边坡稳定性分析和数值模拟方法,对采动作用下坡体移动变形规律进行分析、验证。结果表明,采矿诱发的坡体不均匀沉降是盐池河滑坡的重要原因。采动变形导致山体中Ⅰ号裂缝形成、扩展,降低了山体内侧对滑动山体的侧向阻滑作用,并加剧地表降雨入渗趋势,导致滑带力学参数劣化,最终导致坡体失稳。     

大跨度采空影响顺倾构造山体侧向变动的复合机理

采空区地表山体侧向变动,不同于一般天然山坡,也与采空区一般上覆岩层的变形破坏有异;它是二者复合机理的效应。本文在分析考察了毗邻电厂的横山顺倾构造山体,剖析了地下采空情况后认为,山体侧向变动中,软弱夹层有决定性作用;变动范围、速率与规模,与地下采空有关。从而又利用地质力学模型试验和数值模拟,探索了采动引起山体应力场及变动规律。结果表明,山体岩层的变形、位移、破坏,由直接顶板向地表发展;采空坍陷诱发了软弱夹层的蠕滑,则产生山体侧向滑移;电厂区地表隆起变形是山体侧向滑移挤压地基土的反映。通过现场实际调究、变形观测资料分析与数值模拟和模型试验的对比研究,提出了坍落拱梁的成生效应、挤压蠕滑效应、失稳效应;揭露了顺倾构造山体在采空影响下,具有地表、地下的复合临空面的复合应力场中复合变动的复合机理;并提出这种山体侧向变动机理的典型地质模式,借以论证山体稳定性。     

地震与强降雨条件下云南鲁甸王家坡震裂山体稳定性分析

强震、暴雨等极端工况下的动力响应研究是震裂山体稳定性分析的关键。针对云南省鲁甸县红石岩堰塞坝水电库区边坡稳定性问题,运用三维数值模拟手段,对王家坡震裂山体在竖向和水平向地震波耦合作用下的动力响应全过程进行研究,并与暴雨工况及天然工况进行对比。研究结果表明:强震及暴雨作用下,王家坡震裂山体主要位移变形均发生在山体上部的断层影响带全强风化层表层部位,最大位移量分别为0.64 m和0.28 m;结合应力分布及剪应变增量分析可知,斜坡整体最大变形方向为N7°W。在天然状态下,坡体整体稳定性较好,但在极端工况下,坡体上部全强风化层发生坡表局部失稳的可能性较大。动力稳定性分析结果与实际监测数据较吻合,可为红石岩水电库区建设及王家坡震裂山体边坡治理提供参考依据。     

地震载荷下斜坡稳定性数值模拟分析

地震载荷是影响复杂结构斜坡塌滑的一个重要因素。本文以汶川震区一边坡为实例,利用有限差分法FLAC-3D对地震动力下斜坡进行了数值模拟。并且在用FLAC-3D进行斜坡动力分析时探讨了边界条件设置、动力时程的合成以及输入和转化。从位移场与速度场进行了详细的动力分析,获得该斜坡地震载荷下位移场、速度场的变化规律,指出山体斜坡在非连续介质状态下软弱面区域位移和速度最大,为后续进行复杂的山体破坏力学研究提供理论依据。     

三维刚体极限平衡法程序的编制及其应用

西安市黑河水库右坝肩变形体是在旋转变形条件下形成的, 这样, 对它的稳定性评价必须按空间问题来考虑, 要用三维分析方法来计算它的稳定性。鉴于目前的三维计算方法比较复杂, 得出的结果实用性不大, 本文首次编制了三维刚体极限平衡法程序, 该程序既能计算稳定系数, 又能计算出相应稳定系数下的滑坡推力。应用该程序计算黑河水库右坝肩变形体的稳定性, 得出的结果与实际相吻合, 同时又为工程治理提供了依据。     

多层软弱夹层边坡岩体破坏机制与稳定性研究

以大量的实际工程为基础,基于Sarma极限平衡法和有限元强度折减法探讨层状岩质边坡在不同岩层倾角θ、边坡坡角β、结构面间距h条件下的安全系数与破坏面位置的变化规律,揭示复杂多层软弱夹层边坡岩体的破坏机制及稳定性特征。结果表明：不同θ条件下边坡岩体失稳机制和破坏面位置不同,随着θ的增大,破坏机制表现为滑移破坏→滑劈破坏→崩塌破坏→倾倒破坏→滑移破坏;当β、h一定时,直立层状边坡的稳定性略大于水平层状边坡,反倾向边坡的稳定性明显大于顺层边坡;β直接影响边坡岩体破坏特征,当β由30°增大至60°时,顺层边坡的安全系数约降低53%;反倾向层状边坡的安全系数约降低40%;h对边坡岩体破坏机制的影响较小,但对稳定性的影响较大,建议工程实践中加强密集结构面岩质边坡的监测和加固工作。     

某水电站坝肩随机块体稳定系数敏感性影响分析

针对复杂的地质条件,运用三维极限平衡法对某水电站坝肩随机块体的稳定性进行分析,并研究了块体稳定系数Fs的敏感性影响因子。通过敏感性计算,确定了结构面抗剪强度参数(包括粘聚力C、抗剪断摩擦系数f)和结构面产状(包括倾向和倾角)两组主要影响因子,分析了以上影响因子与Fs的变化规律。根据主要影响因子的变化规律比较,得出结构面产状是影响随机块体稳定性主导因素的结论。敏感性影响因子的变化规律分析,为坝肩抗滑设计和治理提供了一定的理论依据。     

节理网络有限元在倾倒斜坡稳定分析中的应用

节理网络有限元是指具有节理网络模拟功能的有限元,它不但能将野外节理统计特征直接输入到模型中,同时允许节理按一定的破坏准则产生屈服,从而较好地模拟边坡的实际结构及破坏特征。论述了倾倒变形边坡的分析方法及存在的问题,介绍了节理网络有限元的功能及参数输入,说明了其在倾倒变形边坡应用中的优势,并以黄河上游茨哈峡电站Ⅰ号倾倒体为例,计算了该倾倒边坡的稳定性及破坏趋势,结果表明,节理网络有限元是倾倒变形边坡稳定分析的一种有效、可靠的方法。     

顺层岩质边坡稳定性极限分析上限法

基于极限分析上限法理论,运用体积力增量法,考虑单层滑动面极限分析模型的缺陷,建立考虑含结构面的多岩层错动的任意块体模型,利用岩块体在外荷载作用下达到极限破坏时,外荷载做的功与岩体消耗的功相等为基础建立等式方程,由此推导得到此类边坡稳定系数的计算公式。在分析典型边坡算例的基础上,对比离散元数值模拟结果,验证了该方法的可行性和适用性。对云南省普宣高速公路某顺层岩质边坡进行计算,其稳定系数接近离散元数值模拟结果,数值稍有偏大,边坡稳定。其研究结果为此类边坡稳定性评价提供了一种新的计算方法。     

浙江省大梁山隧道出口边坡稳定性分析

研究表明,大多数工程岩体失稳以结构面的剪切破坏为主,因此结构面的抗剪强度就成为影响工程岩体稳定性的决定性因素。通常结构面抗剪强度参数的获取可通过直剪试验及经验估算获得,但在岩石工程稳定性的分析、计算中所用的结构面抗剪强度参数的获取基本上都通过直剪试验获得。经验估算方法同直剪试验相比,有费用低、考虑工程岩体的实际工程条件及尺寸效应等优点,用其估算结构面抗剪强度参数具有较大经济价值及工程意义。在野外结构面定向统计测量基础上,用结构面抗剪强度经验估算方法获得其抗剪强度参数,再利用详细的工程地质资料、赤平投影定性分析及确定工程岩体的破坏模式,选用与破坏模式相匹配的数学力学模型,定量计算分析工程岩体的稳定性。理论分析及工程实践表明,该边坡总体上是稳定的,但楔形体处容易失稳,须处理。     

老虎嘴水电站右坝肩边坡稳定性研究

岩土高边坡稳定性问题一直是水电工程研究的重难点之一。本文以老虎嘴水电站右坝肩边坡稳定性作为研究对象,针对边坡卸荷显著、节理发育、施工安全稳定问题突出的特点,采用数值分析软件FLAC3D,结合点安全系数法,对天然情况、导流洞泄洪洞开挖工况、边坡分级开挖分级加固工况以及开挖完成后降雨工况等不同状况下的相应稳定性问题进行了分析研究。结果表明,老虎嘴水电站右坝肩边坡在无支护加固状况下稳定性较低,不能保证施工期的安全,但在严格分级加固后各工况处于稳定状态,满足工程设计标准下的工程稳定要求。     

降雨入渗对流变介质隧道边坡稳定性的分析

针对在建公路边坡,受切破、降雨和施工等影响引起边坡及铁路偏压隧道的严重变形,采用三维有限差分数值模拟。计算程序FLAC3D以塑性力学、流变力学和渗流力学为理论依据,利用改进的黏弹塑性流变模型,分析山区挖方边坡和坡顶隧道联合稳定性的过程。通过自编的计算程序,对隧道边坡各种工况力学-流变-渗流进行数值模拟计算,根据计算所得的位移和孔隙压力等值线分布特征,分析其潜在滑动带和隧道破坏影响区,确定其重点加固的范围。应用结果表明,工程抗滑桩桩顶位移监测数据与数值计算结果比较吻合,改进的黏弹塑性流变模型能较好地描述岩土类材料的流变特性。     

软硬岩互层边坡崩塌机理及治理对策研究

崩塌是红层地区软硬互层型边坡的主要工程地质问题之一。本文以西南地区某公路边坡为例,在边坡地质结构特征调查的基础上,分析了砂泥岩互层边坡崩塌形成机理,采用二维有限元方法研究了崩塌后上部凹腔岩体的变形破坏模式,并采用基于强度理论的稳定性评价方法研究了其稳定性。结果表明,崩塌的形成主要是由于差异风化在下部软岩部位形成凹腔,导致上部硬岩产生拉裂并逐渐贯通;若不及时治理,上部岩体中结构面贯通至60%时,可能产生坠落失稳。综合分析边坡稳定性状况及变形破坏演化模式,采用清坡+局部削坡+挂网喷混凝土+钢筋混凝土支撑柱+排水的治理方案,重点控制凹腔以上岩体中拉裂的发展并做好防、排水工作。     

Study of the Engineering Geological Problems of the Havasan Dam,with Emphasis on Clay-Filled Joints in the Right Abutment

Havasan dam site is located in northwest of Iran. The planned concrete dam is to be built on Cretaceous limestone. Faulted and fractured limestone is exposed at the dam abutments and in the reservoir area. Rock mass properties including the deformation modulus and uniaxial compressive strength were calculated using different rock mass classification systems (RMR, Q, GSI and DMR). Laboratory tests indicate that joint filling materials contain clay with low to high plasticity (CL to CH) and low to medium potential swelling pressures. X-ray diffraction analysis confirms that the reason for potential swelling of joint fillings is the existence of clay minerals (such as illite and montmorillonite). The study results about the shear strength of clay-filled joints show that under JRC–JCS condition (laboratory scale), JRC _n –JCS _n (large scale) and normal stress equal to 0.25–4 MPa, the range of shear strength of clay-filled joints will be equal to 0.2–2.17 and 0.14–1.72 MPa. In some areas dissolution along the joints results in high permeability, especially in the right abutment. Three dominant joint sets occur in the exploration galleries which have been excavated in the right abutment. The maximum aperture of these joints varies from 7 to 9 cm, and the joints are typically filled with clay. Preliminary analysis shows that the presence of open joints which will cause seepage of water, combined with the impact of the clay-filled joints and forces acting on the slopes, could lead to slope failures and rock falls. In addition, the assessment of slope stability results in abutments using limited equilibrium method and Swedge software under dynamic and static conditions shows that two wedges formed on the slopes of the abutment by the natural joints are potentially unstable. The rock wedge on the left abutment is smaller but presents higher sliding potential. In addition, there is no probability of planar failure due to the geological condition of the dam abutments. This paper summarizes the site investigation and subsequent analysis, which resulted in a recommendation not to construct this site. We offer some potential mitigation plans to consider if a dam were to be built at this site.