某水电站坝前堆积体边坡稳定性研究
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浅谈某水电站滑坡体稳定分析及治理方案某水电站滑坡体位于永久改线道路一侧,通过现场查勘,其地形地质条件复杂,不确定因素多。
为确保该水电站蓄水期永久改线道路畅通和水工建筑物运行安全,需制定切合现场实际的滑坡体治理方案。
通过对该滑坡地形地质条件和变形特征综合分析,根据不同工况采用不同计算方法进行边坡稳定性分析,以确定该滑坡体控制工况,从而制定相应的滑坡体治理预案。
该滑坡体治理后,通过变形观测及监测数据分析,目前滑坡体整体处于稳定状态。
标签:滑坡体;变形特征;稳定分析;工况1、滑坡体概况某电站采用引水式开发,开发任务为发电,兼顾灌区供水的作用。
电站装设3台140MW(最大容量150MW)的水轮机发电机组,总装机容量420MW。
该水电站由首部枢纽、引水建筑、厂房枢纽三大部分组成。
挡水工程拦河大坝为砾石土心墙坝,坝高147m,库容5.35亿m3,列同类型大坝世界第三;引水隧洞全长16.15km,直径9m;调压井井深175m,直径22m,列亚洲第一。
该滑坡体位于河道右岸,距坝轴线下游约850m,分布高程2050.00m~2780.00m,縱向长约1200m,呈长葫芦形分布。
该滑坡为覆盖层滑坡,钻孔揭示滑体厚度一般为25m~30m,最厚为35.5m,方量约800万m3。
2、滑坡体地质地形条件滑坡滑体按物质组成和结构状态的不同自下而上分为两层,第①层分布于滑体中下部,主要由灰黄色碎石土组成,厚度为20~25m。
该层块石一般6cm~10cm,约占30%~40%;碎石一般2cm~4cm,约占40%~50%;黄色粉质粘土约占20%。
第②层分布于滑体上部,主要为黄色含块(碎)石粘质粉土,厚度为6m~10m。
该层块石一般5 cm~9cm,约占10%~20%;碎石一般1cm~3cm,约占30%~40%;角砾10%~20%;其余为黄色粉质粘土。
钻孔中均未揭示到具有明显滑动迹象的底滑面,或连续分布的软土层(滑带物质),滑面特征不明显,初步判定以基覆界面为滑坡底界。
三峡库岸某堆积层滑坡稳定性分析摘要:结合三峡库岸滑坡特点,研究库水位升降工况下三峡库岸某堆积层滑坡的稳定性。
运用二维有限元数值模拟软件对滑坡进行稳态和瞬态渗流计算,模拟出各工况下滑坡内部地下水位变化,进而进行稳定性计算。
采用Morgenstern- Price法对滑坡稳定性进行计算,结果表明通过计算得出在库水位上升时滑坡稳定性略微升高,当库水位下降时,滑坡稳定性下降。
关键词:库岸堆积层滑坡;二维渗流分析;稳定性计算1 引言三峡工程于2003年6月正式蓄水发电,库区坝前水位将由约65m抬升到135m。
到2009年,三峡水库正常蓄水,最高水位达175m。
由于防洪等需要,目前水位每年将在145~175m之间变动。
库水位变动对库岸滑坡体稳定性的影响受到了广泛关注[1]。
水库形成以后,沿岸地区自然条件将发生显著变化[2]。
水库开始蓄水之后,必然会改变库区边坡地下水的补给、渗流和排泄条件[3],从而影响库岸边坡的稳定性。
本文通过现场调查结合二维有限元数值模拟进行渗流和稳定性计算,对滑坡稳定性进行分析评价。
2 滑坡特征滑坡位于重庆市云阳县境内,坐落于长江干流一直支流左岸的斜坡地带。
滑坡平面形态呈圈椅状,两侧以冲沟为界,剖面形态呈凸形(图1,图2)。
滑坡平面形态呈圈椅状,左侧、右侧均以冲沟为界,后缘以基岩陡壁为界,滑坡内外后缘和两侧植被差异大,边界较为清楚,前缘以堆积层与基岩分界为界,目前由于三峡库区蓄水滑坡体前缘部分被长江支流淹没,滑坡整体边界条件较为清楚。
根据前期资料滑坡体前缘高程130m,后缘高程295m,高差165m。
滑坡体主滑方向272°,滑坡长约400m,宽约500m,滑体平均厚度35m,滑坡面积为150×104m2,滑坡体积约525×104m3。
[收稿日期:E-mail:522105706@。
]图1 滑坡全貌图2 滑坡工程地质剖面图该滑坡滑体物质主要为含碎块石粉质粘土。
水利水电工程滑坡稳定性研究及灾害分析摘要:滑坡的稳定性是水利工程所面临的一个具有重要研究意义的课题,对于水利工程来说,坝坡失稳对周围环境的破坏,以及对居民造成的危害是阻碍其发展的重要问题。
本文通过分析水利水电工程滑坡所引起的灾害,来探讨和研究怎样预防灾害,即如何增加其稳定性。
关键词:滑坡;灾害;水利工程;研究;地质;一、滑坡引起的危害滑坡的产生是由坝坡失稳所引起的,它属于地质灾害。
地质灾害的发生直接影响着人民的财产以及人民的生命安全。
如果滑坡的规模较大,将会使建筑物倒塌,砸伤人或者是牲畜,更有甚者会摧毁整个城镇,其后果不堪设想。
滑坡还会使周围的公共设施遭到严重破坏。
坝坡失稳引起滑坡有可能毁掉整个大坝,以及周围的水电站,大坝修建时所设的渠道和溢流设施也有可能被一并冲毁。
这样以来由滑坡导致的溃坝,就会在很大程度上对下游的田地以及附近的路面和交通造成不良影响。
再加上,如果是地形比较特殊,在峡谷较多或者是沿河地带,滑坡的发生会影响航运的正常开展,造成河流阻塞,从而引发洪水灾害,有的还会形成天然的水库。
滑坡的发生会影响人民的生活。
滑坡产生时导致下游生活的居民不能正常的使用水电,给居民的正常生活造成了影响,破坏了居民正常的交通和运输,很多救援物资难以进入灾区,救援行动难以开展。
滑坡的发生破坏了周围的环境。
滑坡发生后,许多植被遭到破坏,水土流失也随之加快,环境加速恶化,加快了滑坡的发生。
二、滑坡发生的原因1、地质原因岩土体的构成情况是滑坡发生的重要原因,它是滑坡产生的物质基础。
每一种岩土都有可能是造成滑坡的岩土体,但是相对来说,那些土质松软,容易在水的作用下发生性质变化的岩、土,更容易引起滑坡。
多种多样的构造面使斜坡岩、土体产生分离,是滑坡产生的条件之一,与此同时,雨水等其他水流会顺构造面流入斜坡,当遇到斜坡的裂缝、断层等发育的时候,就更容易引起滑坡。
如果再加上岩土体被风化,构造面的切割就更容易暴露其软弱面,这个时候滑坡就由岩土被风化的大小程度来决定。
某水电站滑坡稳定性分析作者:刘书江来源:《科技资讯》 2011年第14期刘书江(新疆水利水电勘测设计研究院地质勘察研究所乌鲁木齐 830091)摘要:本文以某水电站滑坡为例,简述了场地地形地貌特征,对其极限平衡稳定性进行多种工况计算,提出了必要的支护措施。
关键词:滑坡极限平衡分析措施中图分类号:P642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(b)-0136-011 工程概况某水电站为引水式发电站,引水系统与发电系统均布置在河流右岸。
该河右岸因1812年8级大地震中形成的一系列古滑坡,据调查可知,在引水与发电系统工程区域内共发现大中小型滑坡22个,滑坡的稳定性成为影响工程正常运营的重要因素。
根据渠线附近滑坡分布与渠线以及发电厂房的关系,在工程选线时已将大部分滑坡避开,而只有HP06、HP09、HP10、HP11、HP12和HP22滑坡受地形影响,渠道无法避开。
其中发电厂房位于HP22滑坡上,下面主要对HP22滑坡稳定性进行分析。
2 地形地貌特征工程区地处天山北坡新疆西部某河上游构造剥蚀、侵蚀堆积的中、低山河谷地貌区,总地势东高西低。
河谷主要为侵蚀河谷,呈“U”字型,谷底宽度1.5km~2.5km,河床宽度一般80m~150m。
两岸大小冲沟发育,多为雨季间歇性洪水形成,一般为干沟,其中规模较大、沟底有积水的冲沟有5条,一般长数公里,多呈“U”字型,沟内、沟口均较少堆积松散物。
3 HP22滑坡极限平衡分析3.1 二维剖面选取根据滑坡中水工建筑物的布置位置与滑坡滑动方向,选取了I-I、II-II、发电厂房压力钢管轴线剖面以及泄水陡坡轴线剖面作为计算剖面,所选剖面的工程地质剖面分别如图1所示。
3.2 维稳定分析成果稳定计算成果见表1,可知:(1)在电站厂房未开挖条件下,HP22滑坡在正常工况下安全系数都大于1.4。
(2)电站厂房开挖后,通过计算可以看出,在厂房基础开挖完成后,厂房后边坡在正常工况下,安全系数大大降低,不满足规范要求;在地震工况下,其安全系数进一步降低。
水利水电工程边坡稳定性分析水利水电工程的建设过程中通常需要对山体与岩体开展开挖,在开挖的过程中需要对开挖坡体的稳定性开展定量分析,以规范化水利水电工程的施工与建设,提升水利水电工程的安全性与稳定性。
文章采用有限差分计算软件FLAC3D对构皮滩水电站大坝两岸边坡稳定性开展计算与评价,结果说明边坡的稳定性较好,均符合规范要求,满足整体稳定性要求。
近年来随着中国工业规模和经济体量的持续快速壮大,人们的生产生活对电力的需求也产生了巨大的增长。
中国水资源蕴藏量总量丰富,所能开发的水能资源位居世界第一,在一次能源日益紧缺以及环境生态可持续发展的时代背景下,水能资源作为一种丰富且清洁的能源,水利水电工程建设可有效缓解电力供给紧张的局面,满足经济持续发展带来的电力巨大需求,推动中国国民经济再上新的台阶。
1边坡稳定性分析意义水利水电工程的建设过程中通常需要对山体与岩体开展开挖,会改变原有地表构造与岩土体构造,形成一些表面倾斜的人工边坡,边坡在土体自重以及外力作用下,坡体被将产生一定大小的切向应力,一旦坡体内的切应力大于边坡的抗剪强度时,坡体就会产生剪切破坏,若是坡体所承受的外力作用过强,坡体内的切应力就会使得坡体本身发生剪切破坏,在剪切作用下,部分岩土体就会离开其原本所在的坡体位置而发生滑动,在一定程度上产生一些不良地质的斜坡,不良地质的斜坡是孕育滑坡、泥石流等地质灾害的重要发源地。
水电站枢纽的建设过程会有很多坡体开挖、填土工程,这些建设工程或多或少会形成一定量的边坡,水电站枢纽附近的边坡在强降水或者突发地震灾害的情况下会发生失稳,边坡上方的岩土体脱离边坡系统,沿着边坡的倾斜面快速下滑,诱发滑坡、泥石流,岩土体冲击到边坡的坡脚及其周边地区,岩土体的快速移动大大增加了岩土体所带来的破坏力,会冲垮坡脚的房屋、道路、公共根底设施,淹没良田、堵塞河流、破坏水电站枢纽基本建设,会严重危害边坡附近的自然生态环境与人文景观,更对人们的生命财产安全产生极大的威胁。
水电站高边坡稳定性分析及加固技术研究摘要:高边坡作为水利水电工程建设的重要组成部分,能够有效保障水电站运行的安全性与稳定性。
边坡的稳定与牢固直接影响着居民的生命财产安全,一旦边坡稳定性下降,出现滑塌现象,会造成较为严重的滑坡事故。
本文对水电站高边坡稳定性分析及加固技术进行研究。
关键词:水电站;高边坡;稳定性;安全系数引言:现阶段,我国对高边坡稳定性的分析方法有很多,其中极限平衡法与计算机数值计算方法应用较多。
极限平衡法是最早应用在水利水电工程中的边坡稳定性分析方法,主要以推力传递系数的方式进行平衡分析。
在计算机技术快速发展的趋势下,计算机数值计算方法逐渐兴起,通过计算机技术与有限单元技术的结合,推进了水电站高边坡稳定性分析方法的发展。
水电站高边坡的失稳破坏类型较多,主要包括崩塌型与滑动型。
受到重力与其他因素的干扰,水电站的岩体会发生一定程度的变形,进而产生整体位移,降低高边坡的稳定性与牢固性。
传统的高边坡稳定性分析方法存在一定不足,在边坡岩体滑动的情况下,不能准确地基于滑动面发生的滑动破坏进行高边坡失稳分析,不利于监控土体的滑动状态与稳定状况。
因此,本文提出了水电站高边坡稳定性分析及加固技术研究,为我国水利水电工程的稳定运行提供一定的帮助。
一、水电站高边坡稳定性分析为了研究水电站高边坡加固技术,首先要对高边坡的稳定性进行分析,本文具体的分析结果如下。
水利水电工程的高边坡具有一定的安全系数,通常情况下,高边坡的安全系数受到岩土体强度的影响。
水电站周围的岩土体具有相应的抗剪强度,为了防止岩土体受到破坏,通常会设置相应的防破坏抗剪强度,保证两种强度具有一定的比例变化。
若要获取高边坡的安全系数,首先,将有限元分析方法与极限平衡算法相结合,计算水电站土壤的抗剪强度比例;其次,根据相应的计算结果,得出高边坡的稳定性安全系数。
岩土体的抗剪强度能够在破坏临界的情况下自动发生变化。
此种方法能够有效获取水电站高边坡的稳定状况,并根据高边坡的稳定性,采用相关的高边坡加固技术,增强高边坡的安全性与牢固性。
坝坡稳定性研究范文引言坝是水利工程中重要的建筑物,其稳定性对于保障工程的正常运行至关重要。
本文对坝坡稳定性进行研究,以期为水利工程的设计和施工提供理论依据和技术支持。
一、坝坡稳定性的概念二、影响坝坡稳定性的因素1.坡比:坡度过大会导致坡面稳定性降低,容易发生滑坡。
因此,在设计过程中应该根据土质条件和荷载情况确定合适的坡比。
2.坡面土的性质:土质的强度和质地对于坝坡稳定性具有重要影响。
一般要求土质具有一定的抗剪强度和刚度,以保证坡面的稳定性。
3.坡面的保护措施:为了提高坝坡的稳定性,可以采取在坡面上铺设保护层、设置排水系统等措施。
4.坝体的变形和围压效应:受到温度变化和水位变化等因素的影响,地表和地下水的压力对于坝体的稳定性有较大的影响。
5.地震影响:地震是导致坝体破坏的主要原因之一,因此在设计和施工过程中需要考虑地震荷载对坝体的影响。
三、坝坡稳定性的评价方法1.直接稳定性分析:通过对土质的力学性质、坡面坡度和坡高等参数的评估,进行稳定性分析。
2.间接稳定性分析:通过采用数值模拟方法,模拟不同荷载条件下坝体的变形和应力分布,评估坝体的稳定性。
四、坝坡稳定性的改善方法1.挖遣坡:通过对坝体进行挖遣,可以减小坡比,提高坝坡的稳定性。
2.增加坡面保护措施:在坡面上铺设草皮、铺设防护材料等措施,可以增加坡面的抗剪强度,提高坝坡的稳定性。
3.加固坝体:通过在坝体内加固材料,例如钢筋混凝土或钢板等,提高坝体的整体稳定性。
4.控制地下水位:控制地下水位的变化范围,在一定范围内维持稳定,可以减少地下水压力的变化,降低对坝体稳定性的影响。
5.坝体监测与维护:通过实施定期监测和维护措施,发现并及时修复坝体的破损和缺陷,保证坝体的稳定性。
结论坝坡稳定性是水利工程中非常重要的问题,研究和评价其稳定性具有重要意义。
通过采取合适的设计和施工措施,可以提高坝坡的稳定性,确保工程的安全运行。
但是需要注意的是,坝坡稳定性受到多种因素的影响,因此在实际工程中需综合考虑各种因素进行合理设计和施工。
两种三维数值模拟软件在某水电站坝前堆积体稳定性分析中的应用朱继良0前言在建的某水电站位于澜沧江中游,是澜沧江中、下游河段梯级电站的龙头电站,为梯级开发的关键性工程。
大坝选用双曲拱坝坝型,坝高292m,为世界之最。
水库总库容为151.32亿m3,具有多年调节性能,总装机容量为4200MW,多年平均发电量为188.9亿KW.H。
堆积体位于大坝的上游侧,距大坝最近处的直线距离约120m。
堆积体内布置有凤小公路、高低两层缆机平台、坝顶公路、电站进水口等重要建筑物。
由于堆积体天然边坡较陡,对其中下部进行了大方量开挖。
它一旦失稳,将会对该水电站大坝等重要建筑物造成毁灭性的破坏,所以开挖后堆积体的稳定性如何?一直倍受各有关部门的关注。
采用某一种软件进行数值模拟的文献较多,但采用多种软件对同一种模型进行模拟计算则较为少见,特别是3D-Sigma和3D-Flac。
作者等在野外现场勘察的基础上,采用上述较为通用的两种三维有限元软件对其稳定性进行模拟研究,并与野外调研相验证。
1堆积体概况1.1 堆积体地质概况上冲刷而形成。
开挖前,平面形态微向上游突出,呈长条形(图1)。
纵向长度约840m,横向宽度为130~160m,铅直厚度20~30m,局部达42m,总方量约 1.76×106m3;开挖后,平均形态似长舌形,总方量约1.3×106m3。
堆积体开口线最高点高程为1520m,最低点高程1250m左右。
以1420m高程(凤小公路)为界形成上下两级陡坡,1420m以下平均坡度为40°,以上平均坡度为43°。
开挖总方量4.05×105m3,约占总体积的23%。
的黑云花岗片麻岩,中下部(大体上在1380m以下)为角闪斜长片麻岩(MⅣ-2),厚度100m~120m,抗风化能力较黑云花岗片麻岩弱;堆积体(Qcol)主要由碎石、块石、孤石夹粉土组成。
堆积体下伏基岩中有一条EW向展布的坝区规模最大的区域性大断层,即F7断层。
某水电站坝前堆积体边坡稳定性研究张鹏彪11河海大学岩土工程所,南京 (210098)E-mail :pengbiao-1983@摘 要:使用二维极限平衡法对某水电站坝前堆积体边坡在各工况下的稳定性初步进行了二维数值计算与分析, 以及采用FLAC3D 强度折减法对该边坡在自然状况下的稳定性进行了三维数值计算,得到该堆积体边坡的应力和变形状态的定量结果,以及塑性区的分布和安全系数, 对堆积体的稳定性有了相应的认识。
关键词:堆积体 二维极限平衡 FLAC3D 强度折减 稳定性分析1.引言某水电站坝址位于澜沧江上游河段上,坝址库区为典型的高山峡谷地貌,山高坡陡,物理风化作用强烈,物理地质现象发育,局部库岸产生崩塌、滑坡,在水文地质条件不利的情况下更加恶化。
其中近坝库区边坡稳定问题已经成为影响上坝址坝型及其配套建筑物布置方案的的主要工程地质问题。
特别是在水库正常蓄水位(高程2340m )下,坝前堆积体大部分已经处于水下,其是否稳定对工程能否顺利施工和水工建筑物能否安全运行关系重大,因此需要研究该坝前堆积体边坡在各种工况下的稳定性。
2.地质概况近坝库区主要发育左岸坝前冰水堆积体和左岸坝前倾倒体。
冰水堆积体邻近Ⅰ勘探线,分布高程2150m ~2500m ,地形坡度一般30°~40°,地形较完整,地表植被稀少,高程2150m 及2300m 发育两个平缓台地,高程2150m ~河边基岩裸露。
冰水堆积体座于阶地之上。
堆积体物质组成由表及里具以下特点:表部有厚10m 的崩、坡积层,其次为厚20m ~40m 的冰水堆积层,在底部见有<5m 的冲积层。
堆积体前缘高程约2150m ,后缘高程约2500m ,坡面平均坡度为30°~35°,局部地段有陡坎。
堆积体平均垂直厚度约28~35m ,最大厚度63.5 m;长度约630 m;平均宽520m;总体积900万。
边坡地形地貌如图1 3m 图1堆积体边坡地形图 Fig1 Landform of the debris slope3.计算方法3.1二维极限平衡法有关二维极限平衡法的具体计算原理可参考有关文献[1~3]。
本文采用V5.0版Rocscience 软件中的slide 模块,slide 是一个适用于土质边坡和岩质边坡稳定性的分析软件。
它具备一系列全面广泛的分析特性,包括支撑设计,完整的地下水(渗流)有限元分析及随机稳定性分析。
软件采用windows 交互界面,支持CAD 底图建模,不论问题简单或复杂,用户都可轻松,直观地进行分析。
3.2 FLAC3D 强度折减法有关FLAC3D 的原理和相关理论参见文献[4~6]。
强度折减法原理:边坡的安全系数定义为把强度指标减小到边坡临界破坏时的强度指标折减系数,强度指标如下式进行折减:ta n c/,a r c ta n ffc F F φφ⎛⎞==⎜⎟⎝⎠通过不断调整土体的强度指标c ,φ, 然后对边坡进行有限元分析,直至其达到临界破坏,此时得到的折减系数即为安全系数。
通过有限元的分析和后处理可很快找出滑裂面,此法的优点是安全系数直接求出,不需要事先假设滑裂面的形式和位置,另外可以考虑边坡渐进破坏过程和变形对稳定的影响。
4. 堆积体边坡稳定性研究的二维极限平衡法4.1计算剖面与参数选取沿位于坝前堆积体边坡中部的v v ′−勘线取11−剖面,其长度为1500m ,高度900m 。
如图2图2 1-1剖面 Fig2 1-1Section表1 岩体力学参数表Tab.1 Mechanical parameters of rock masses代号岩性变形模量(Gpa)泊松比摩擦角度 粘聚力c(Mpa)容重(kN/m3)Fault 断层0.65 0.3821.30o 0.10 19.0Qdl+fgl 冰积层、冲积层0.65 0.3826.00o 0.1219.0F类31jP强风化、强卸荷、强倾倒玄武岩0.80 0.3826.57o 0.30 22.0C类31jP弱风化、弱卸荷、弱倾倒玄武岩10 0.347.73 1.00 26.0B类31jP弱风化、无卸荷、弱倾倒玄武岩15 0.3252.43 1.50 26.5A类31jP微风化、无卸荷、无倾倒玄武岩21.92 0.2356.31 1.50 274.2计算结果分析1-1剖面六种工况下的安全系数如表2所示,各工况下的滑动面如图3所示。
(1)自然边坡的安全系数为1.289;(2)边坡蓄水后安全系数随蓄水位高度的增加而减小;施工水位的安全系数为1.268,比初始水位时的安全系数降低了1.63%,运行水位的安全系数为1.179,又降低了7.0%,运行水位+地震工况下的安全系数为1.006,安全系数接近1.0,但未失稳。
运行水位+暴雨工况下的安全系数为0.942,由于剖面1-1的堆积体厚度最大,岩性属于土质夹砾石,渗透性大,水理性质差,因此其稳定性受暴雨影响较大,安全系数低于1.0,表现为局部坡表失稳。
前期地表踏勘发现的雨期失滑边坡,也说明了冰水堆积体在暴雨工况下可能出现局部滑坡。
(3)整体上看,正常组合工况下边坡安全储备在1.20~1.30之间,除暴雨工况下,非常工况的边坡安全储备也主要在1.10~1.20之间,考虑到坝址区出现暴雨的可能性不大,可以认为水库蓄水后,在各种工况下,坝前边坡基本满足边坡稳定性设计要求。
表2 极限平衡分析结果:Tab.2 Results of the limit equilibrium method初始水位施工水位运行水位骤降水位运行水位+暴雨运行水位+地震1.289 1.268 1.179 1.173 0.942 1.006工况1 初始水位工况2 施工水位工况3 运行水位工况4 骤降水位工况5 运行水位+暴雨工况6 运行水位+地震图3 剖面1-1六工况刚体极限平衡计算结果Fig3 Results of 6 cases through the rigid limit equilibrium method on5.堆积体边坡稳定性研究的FLAC3D强度折减法5.1模型范围与选取参数堆积体边坡三维有限元建模范围大小为:x方向长900m;y方向宽1100m;z方向底面高程为1700m。
因为只关心堆积体的稳定性,所以为了方便研究堆积体边坡三维稳定形问题,三维模型简化为两种种岩体材料:上部堆积体和下部岩体,其参数见表3.表3 岩体力学参数表Tab.3 mechanical parameters of rock masses岩性变形模量(Gpa)剪切模量(Gpa)摩擦角度 粘聚力c(Mpa)容重(kN/m3)堆积体 1.08 0.2322.00o 0.10 19.0下部岩体11.40 5.1050.00o 1.2026.0堆积体边坡三维整体有限元网格如图4所示,总共28901个节点,145380个单元。
澜沧江正常蓄水位5.2 三维计算结果分析图6堆积体三维剪切应变增量分布Fig6 3D shear strain increment of the debris slope图5 堆积体边坡三维塑性区分布 Fig53D plastic zones of the debris slope(1)塑性区分析坝前堆积体三维边坡自然条件下塑性屈服区分布情况见图5。
坝前堆积体三维边坡自然条件下,主要在边坡坡脚处出现部分塑性区,在堆积体四周部分地区也出现了部分塑性区。
(2)应变增量分析坝前堆积体三维边坡自然条件下应变增量分布情况见图6从坝前堆积体三维边坡自然条件下剪切应变增量计算结果可以看出,剪切应变区主要集中在边坡右下,右上以及右很小的范围内,表明堆积体右侧变形比较大,在这些部位发生破坏的概率很高,但堆积体边坡整体发生快速的滑动的可能性较小,最容易发生破坏模式为局部圆弧式滑动。
(3)强度折减有限元分析坝前边坡稳定性分别在堆积体三维边坡上部和下部靠右取两个点A 和B ,采用强度折减法计算边坡的整体稳定性,分别取A 点Z 方向位移和B 点X,Y 方向位移进行观测。
强度折减有限元计算结果如图7所示:位移450400 350 300 250 200 100 150 501 1.11.2 1.31.4 1.5折减系数图7 观测点A 点和B 点位移变化曲线Fig7 Curve of the displacements of the points A and B通过折减有限元方法计算得到坝前堆积体边坡整体的安全系数大约在 1.35~1.40之间。
6.结论与建议(1)根据所选典型剖面的二维极限平衡分析,坝前边坡的破坏模式为重力牵引式圆弧型拉裂滑移和平面剪切滑移两种,根据所求安全系数及实际工况,可以认为坝前边坡基本满足边坡稳定性设计要求。
(2)三维有限元分析表明,在自然工况下,坝前堆积体边坡的安全系数为1.35左右,与二维极限平衡分析结果比较吻合,可以认为坝前边坡基本满足边坡稳定性设计要求。
(3)各工况的计算表明,坝前边坡稳定性受水位高程的变化影响较大,只有对水下边坡岩体的变形参数和抗剪强度参数合理取值,才能把握堆积体滑坡的整体变形和稳定性。
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