黄河茨哈峡水电站近坝右岸顺层岩质斜坡失稳模式研究

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近坝地段岸坡稳定性问题是水电站建设过程中研究的主要工程地质问题之一。拟建的茨哈峡水电站位于青海省同德县与兴海县交界处的茨哈峡峡谷内,茨哈峡峡谷为深切河谷地貌,坡体主要由薄层-互层状的砂岩夹板岩构成,河谷左岸以逆向坡为主。右岸为顺向和斜向~横向坡,其中坝址区近坝右岸为顺向斜坡,在近坝右岸发育的不良地质体有Ⅰ#滑坡、Ⅲ#滑坡和5#倾倒体,正确分析这些地质体的失稳破坏模式对后面的工程建设意义重大。本文在阐明岸坡区域地质环境的基础上,对坝址区近坝右岸斜坡的岩体结构和坡体结构特征进行了详细分析,结合近坝右岸目前的变形破坏特征和斜坡失稳控制因素,得出了斜坡的变形机制和失稳破坏模式,并对研究区内不良地质体的稳定性及其对工程的影响进行评价。取得的主要认识和结论如下:(1)在详细的现场调查基础上,对斜坡岩体结构和坡体结构的分析,研究区内岩体类型主要为薄层~互层状砂岩夹板岩;结合各地质体岸坡类型、岩性组合、变形破坏特征和失稳破坏模式的差异,将右岸斜坡分为6个区,Ⅰ区为泄水边坡下游部分,区内以横向坡为主;Ⅱ区为泄水边坡部分,为斜向-横向坡;Ⅲ区为Ⅰ#滑坡部分,由于黄河流向在此处发生弯转,所以它为顺向坡;Ⅳ区为3#变形体部分,为斜向坡;Ⅴ区为桑吉沟和3#变形体上游边界之间部分,岩层走向与岸坡走向夹角42°~56°,属于斜向倾外层状岸坡;Ⅵ区为桑吉沟上游部分,区内发育有Ⅲ#滑坡和5#倾倒体,岩层倾角为75°~82°,岩层走向与坡向夹角18°~28°,属陡倾顺层岩质斜坡。(2)对研究区内典型斜坡的成因机制进行分析,Ⅰ#滑坡为滑移-弯曲破坏机制,Ⅲ#滑坡和5#倾倒体为倾倒变形破坏机制。(3)分析研究区斜坡发生不同变形失稳模式的影响因素,包括地形条件、坡体结构特征、岩性组合特征和岩层倾角等。(4)总结分析了顺向层状岩质斜坡、反倾向层状岩质斜坡和近水平向层状岩质斜坡的失稳模式,并结合研究区斜坡的实际情况得出研究区内斜坡主要发生滑移-弯曲和倾倒变形两种失稳模式,最后采用离散单元法对Ⅲ#滑坡的变形破坏过程进行研究,发现斜坡最先在坡脚处发生倾倒变形,中后部岩体在自重应力作用下沿着岩层面或软弱面向下发生错动滑移,随着时间的推移,前缘变形进一步发展,后部岩体的临空条件变得更好,中后部岩体在良好的临空条件及自重应力作用下发生弯曲变形,当弯曲到一定程度其根部受阻进而使岩层向临空方向发生倾倒,当岩层根部岩体剪应力超过其抗剪强度时,岩体会在此处发生折断破坏,最终形成一贯通的折断面,折断面一旦贯通,岩体将会整体向下滑移,形成滑坡。(5)采用刚体极限平衡法对研究区内典型不良地质体的稳定性进行评价,并分析了其对工程的影响。
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