某水电站库区倾倒变形体稳定性研究

受早期地壳抬升及岩体卸荷作用,雅砻江某水电站库区右岸近坝库段存在大规模的倾倒变形体。在电站施工和水库蓄水过程中,变形体可能受扰失稳,对大坝等水工建筑物安全构成威胁。通过研究变形体工程地质特征及形成机制,结合对变形体的影响因素,分析了变形体可能的失稳模式,并分别采用极限平衡法和离散元法进行计算分析,对变形体在蓄水前后的天然、暴雨、地震及水位骤降等不同工况下的稳定状况进行了深入的研究和可靠的评价。     

三峡库区兴山县档案馆变形体稳定性分析与治理

兴山县档案馆变形体系¬--基岩变形体,地表已出现多处开裂,致使原档案馆房屋受损,稳定性已经接近临界状态。三峡水库蓄水至175 m后,变形体前缘将被淹没。通过有限元分析及稳定性计算表明,变形体稳定性将变差,会导致失稳破坏,必须进行治理。采用的治理措施是抗滑桩结合地表排水与地面护坡。     

西藏笨多高位变形体遥感解译与危险性预测分析

以易贡藏布上游笨多高位变形体为例,结合野外地面调查、无人机综合摄影调查、光学遥感动态调查和数值模拟预判等方法,对笨多高位变形体的发育特征及其可能形成灾害链的危险性进行预测分析。研究结果认为:（1）笨多高位变形体位于断层内,岩体破碎、岩体结构面发育、强度较低。目前笨多高位变形体内强烈变形的小型崩塌体12处,裂隙64条。（2）根据InSAR解译结果发现笨多高位变形体共有两处变形区,其中BX1变形区域规模较大,且最大形变速率达到85 mm/a,一旦失稳下滑具有较高的堵江风险。（3）对变形体失稳后危险性预测分析可知,笨多高位变形体发生失稳后会堵塞易贡藏布,堆积体平均厚度为90 m,形成堰塞湖回水长度达25 km。坝体堵塞形成的回水区域对上游的忠玉村溃决后对下游村镇的威胁程度均较高。（4）根据堰塞体的风险特征,探讨了开挖泄洪洞排泄洪水的处理方案。     

郑家坪变形体变形机制与稳定性分析

以郑家坪变形体为工程实例,通过现场地质调查、探硐及钻孔勘探等手段,对变形体的变形演化过程、变形破坏特征及成因机制等进行分析。根据变形特征将变形体划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区,根据其岩体倾倒变形的强烈程度分为"碎裂松动变形带"、"强烈倾倒变形带"和"弱倾倒变形带"三种类型,确定了变形体的变形机制为"倾倒变形强烈→工程开挖改造+蓄水改造+降雨入渗→致使变形加剧"。基于该变形体的变形破坏特征及成因机制提出合适的变形破坏模式,采用SLIDE软件中的摩根斯坦-普莱斯法对变形体进行稳定性分析。     

硬梁包水电站近坝库岸金蝉坡稳定性分析

硬梁包水电站地震地质背景复杂,闸址区50年超越概率10%,基岩水平地震动峰值加速度达260cm/s2。金蝉坡滑坡位于库区左岸,近坝约1.4km,水库蓄水后将淹没其坡脚,受库水消落及掏蚀等作用下,在水库蓄水和地震等工况下存在复活失稳可能,对大坝及其对岸移民安置点存在较大影响。本文对其稳定性进行了分析评价,并提出了工程治理措施建议。     

拉西瓦水电站坝区ⅡB-ⅢJ变形体变形破裂机制的地质力学模拟研究

ⅡB-ⅢJ变形体位于黄河拉西瓦水电站左坝肩下游。地质分析表明，变形体的形成是上游F29楔形滑体破坏过程牵动所致。地下水对这一楔形滑体的破坏及ⅡB-ⅢJ变形体的形成起了重要的控制作用。通过相似材料地质力学模拟试验，短期内动态地再现了该变形体的形成过程。模拟所得变形破裂特征与变形体实际变形破裂特征具有很好的对应性，验证了对其破坏机制地质分析的客观认识。同时得出F29楔形体单纯在自重应力下不会产生整体失稳。失稳下滑之原因主要是因大量降雨、冰雪融水渗入F29断层及楔形体后缘陡倾裂面，并产生异常空隙水压力所致。ⅡB-ⅢJ变形体是在楔形体失稳下滑的牵引作用下，产生旋转拉裂松动变形所致。同时也证明变形体在自然状态下已处于稳定状态。提出在不利条件下对该变形体的处理措施。     

龙羊峡水电站虎山坡变形体稳定性分析

虎山坡位于龙羊峡水电站下游右岸,水电站泄水后,山坡局部出现张拉开裂、剪出鼓包等现象,形成新变形体,对电站的安全运行造成不利影响。根据变形体的基本地质条件和变形破裂现状,结合工程地质条件,利用传递系数法、简化Janbu、简化Bishop法、Morgenstern-price法、spencer法及罗厄法等多种分析方法对变形体在自然、雾化、地震等不同工况条件下的稳定性作出评价和预测,结论包括：1变形体形成机制为沿坡内剪出坡面的不利软弱结构面发生的＂蠕滑-拉裂＂式破坏。2变形体在工况1满足规范规定的控制安全系数值,为稳定状态。工况2和工况3安全系数均小于规范规定的控制值,为失稳状态。3天然状态下,边坡整体稳定,但局部存在小范围解体滑落的可能性。在泄水降雨和地震工况下,边坡稳定性降低,可能出现失稳现象。研究成果可作为虎山坡变形体整治工程的依据。     

四川省华蓥市赵子秀山变形体的成因机制研究

赵子秀山变形体位于华蓥市西北部,变形体一旦失稳将直接对华蓥市造成威胁。本文从斜坡地质结构、变形破裂特征、地貌演化及人类工程活动(采煤)入手,结合数值模拟的方法研究变形体的变形机制。研究表明变形体的形成是下部含煤层的中倾角反向层状结构斜坡在河谷下切过程中发生倾倒-拉裂变形所致,同时,后期的采煤活动对拉裂变形的发展有较大影响。     

舟坝水电站库区某移民新场址的稳定性评价

受拟建马边河舟坝水库蓄水影响,库区部分老场镇将被淹没,前期资料表明,目前规划的某新场址位于一古滑坡体上,因此该滑坡的稳定性对拟建场址移民居住的适宜性有决定性的作用。通过阐述该滑坡的地质条件及成因机制、变形破坏特征,对滑坡进行了定性分析和定量综合评价。结果表明,该古滑坡体在现状及蓄水后均处于整体稳定状态,但局部受场址的开发性影响可能存在局部失稳,建议采取一定防护措施,以满足移民新场址要求。     

雅砻江两河口水电站庆大河左岸边坡某变形体变形机制分析与稳定性预测

雅砻江两河口水电站泄洪建筑物进口布置于庆大河左岸边坡,继在边坡中下部圈定3个变形体后,在边坡上部发现变形体Ⅳ区,严重威胁泄洪建筑物的安全。通过探硐、赤平投影等手段,结合研究区地质环境,确定了边坡变形破坏机理,该边坡为中薄层岩体反倾边坡,青藏高原隆升伴随河流下切,边坡卸荷,在上部岩体自重作用下,坡脚薄层岩体发生倾倒弯折,河流侵蚀作用下变形加剧导致局部弯折贯通形成底滑面,在外力作用下崩滑破坏,上部变形体失去支撑后倾倒弯折破坏加剧,由于岩层薄,变形体多为碎裂散体结构。采用Geo-slope软件对变形体进行稳定性分析,结果表明自然状态下Ⅳ区变形体处于极限平衡状态,下部变形体清除后,Ⅳ区变形体失稳。最后,根据结果制定了合理的变形体处理措施。     

澜沧江某水电站右坝肩工程边坡倾倒变形问题的数值 模拟研究

澜沧江某水电站处于青藏高原东部边缘地带,属于高山峡谷地形地貌,高地应力环境,岩体卸荷裂隙很发育,使得倾倒变形和岩体质量、断裂活动及地震构造一样成为影响工程边坡岩体稳定的主要因素。针对工程边坡的大变形问题可采用离散元的数值模拟分析方法。通过建立理论开挖和工程边坡开挖离散元模型,可分别得出倾倒变形破坏机理发展过程为初期弱倾倒变形岩体的层内剪切错动、强倾倒变形岩体的层内拉张变形、强倾倒变形岩体的切层张-剪破裂及极强倾倒破裂岩体的折断张裂(坠覆)破裂和工程边坡的变形范围、确定开挖面及加固方式等。通过工程边坡模型的计算结果和现场地质调查成果的比较表明,计算结果和实际情况基本吻合。     

岩体倾覆的多块体分析

倾覆是岩体失稳破坏的主要方式之一。岩体的倾覆可能呈单块体状,即岩体在其失稳的过程中仍保持其整体性;也可能呈多块体状,即岩体在其失稳的过程中分裂成多个块体,各块体之间产生差异运动,岩体发生解体。对倾角陡立的层状结构岩体及其有条块状结构的岩体,这种多块体倾覆较为常见。     

澜沧江某水电站右坝肩岩体倾倒变形的数值模拟

对该水电站坝址区陡立反倾板状结构岩体而言,纵向河谷的地形特征,使坝址两岸边坡大范围发育倾倒变形。针对该水电站倾倒变形问题,在掌握坝址区工程地质条件背景的基础上,通过对岩体倾倒变形基本特征及破裂程度分级等分析,建立边坡离散元的工程开挖和破坏机理的数值计算模型,得出了工程开挖边坡岩体倾倒变形特征和变形破坏机理发展过程为:初期弱倾倒变形岩体的层内剪切错动、强倾倒变形岩体的层内拉张变形、强倾倒变形岩体的切层张-剪破裂及极强倾倒破裂岩体的折断张裂(坠覆)破裂。研究结果为倾滑体的稳定性评价及工程开挖施工提供一定科学依据。     

Stability Analysis and the Stabilisation of Flexural Toppling Failure

Flexural toppling is a mode of failure that may occur in a wide range of layered rock strata in both rock slopes and large underground excavations. Whenever rock mass is composed of a set of parallel discontinuities dipping steeply against the excavated face plane, the rock mass will have the potential of flexural toppling failure as well. In such cases, the rock mass behaves like inclined superimposed cantilever beams that bend under their own weight while transferring the load to the underlying strata. If the bending stress exceeds the rock column’s tensile strength, flexural toppling failure will be initiated. Since the rock columns are “statically indeterminate,” thus, their factors of safety may not be determined solely by equations of equilibrium. The paper describes an analytical model with a sequence of inclined superimposed cantilever rock columns with a potential of flexural topping failure. The model is based on the principle of compatibility equations and leads to a new method by which the magnitudes and points of application of intercolumn forces are determined. On the basis of the proposed model, a safety factor for each rock column can be computed independently. Hence, every rock column will have a unique factor of safety. The least factor of safety that exists in any rock column is selected as the rock mass representative safety factor based on which simple equations are proposed for a conservative rock mass stability analysis and design. As a result, some new relations are established in order to design the length, cross-sectional area and pattern of fully grouted rock bolts for the stabilisation of such rock mass. Finally, the newly proposed equations are compared with the results of existing experimental flexural toppling failure models (base friction and centrifuge tests) for further verification.     

澜沧江上游某水电站坝肩岩体倾倒变形的成因控制条件研究

该变形体是一个较独特的倾倒变形问题,它与澜沧江上游河谷其他地段倾倒变形问题的形成控制因素有着较大的不同。通过深入研究该倾倒变形岩体的分布情况、基本形式及变形特征、发展过程及力学机制等方面,本文从地形临空条件、岩体结构、特殊的侧向切割结构面等3个方面阐述了该倾倒变形体特殊的控制条件,并进一步分析了该倾倒变形体的形成发展演化全过程。     

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。     

Application of distinct element analysis to three simple block models aimed at practical application to toppling failure of fissured rock slopes

To examine the accuracy and the chracteristics of the Distinct Element Method (DEM) which has non-deformable elements, the results simulated by the DEM were compared to the results of experiments and/or theories for three simple block models of a pillar, a mass and a toppling model. Consequently, it was elucidated that the DEM is a good numerical method which can be effectively applied to toppling failure of real fissured rock slopes.     

小湾水电站饮水沟大规模倾倒破坏现象的工程地质研究

倾倒破坏是陡倾层状岩体一类主要的变形破坏形式,一般发育于地表临空面附近的坡体浅部。根据文献资料,前人研究的倾倒破坏体能保持其完整形态者规模并不大。小湾水电站左岸坝前高边坡由于其特殊地形地貌及其岩体结构条件,使得如此大规模的倾倒变形体能保持其完整形态至今。由于倾倒变形体紧邻大坝且地势较高,一旦失稳,将给小湾水电站的建设造成不可估量的损失。查明倾倒破坏堆积体规模及其岩体结构特征,为倾倒堆积体边坡支护方案选择及稳定性评价参数选取提供依据。更重要的是,揭示这类大规模的倾倒破坏表现特征及其形成条件,对认识复杂条件下岩石高边坡的变形破坏机理具有一定指导意义。本文通过细致的野外调查,揭示了一类发育深度较大的大规模倾倒变形破坏。通过对边坡的详细描述与记录,阐明了这类变形破坏发育的特征和空间展布,并对其形成机制作了简要的分析。     

层状边坡倾倒变形多级折断面分布深度计算模型

针对反倾层状岩质斜坡倾倒变形折断面空间展布缺乏定量判断的问题,以地质原型和变形机制分析为基础,考虑岩层自重、上覆岩层盖重、侧向压力、岩层间的摩擦力等作用,提出了岩板倾倒折断的独立悬臂梁模型和独立简支梁模型。采用板梁的最大拉应力破坏准则,推导出了倾倒变形各阶段岩层的临界折断深度公式。利用地质原型对推导的公式进行了验证,并通过离心试验获取了倾倒变形各阶段的坡形参数,对边坡各阶段折断深度进行了定量评价。研究表明：理论模型可计算倾倒变形层间剪切错动、弱倾倒破坏、强倾倒破坏等各阶段岩层的折断长度;岩层折断长度与岩层分布高程、拉应力、岩梁自身重度呈负相关,与岩层内摩擦角、岩层厚度、抗拉强度呈正相关;根据倾倒变形各阶段力学参数,计算倾倒体各级折断面分布位置,结果与地质原型和离心试验结果吻合。该研究成果对倾倒变形边坡稳定性评价具有一定的理论和实际意义。     

皖南山区阳台古滑坡形成机制研究

陡倾层状岩质斜坡易产生倾倒变形,在山区可见大量由倾倒变形发展形成的大型滑坡,研究其形成机制对于正确评价边坡稳定性具有重要意义。本文以皖南山区阳台滑坡为例,在工程地质勘察的基础上,采用定性分析、二维离散元和有限元相结合的方法,详细研究了阳台滑坡的变形破坏过程及其影响因素。研究结果表明,阳台古滑坡的形成包括河流下切岩体卸荷回弹、倾倒变形逐步发展、滑面发展整体破坏、堆积体次级变形4个阶段。这类滑坡的防治应重点控制滑坡前缘的变形,并做好截排水工作。