【摘 要】
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锦屏一级水电站大坝左岸抗力体地质条件复杂,F2断层、F5断层、F8断层、煌斑岩脉,深部裂缝、裂隙卸荷带及其他软弱带等在坝肩抗力体内的不规则间隔分布,岩体具有声波值小、变模值低等特点,直接影响到抗力体的变形状态和稳定状态,其中以F5断层最为典型,成份较为复杂,贯穿整个左岸抗力体,在断层裂隙之间夹杂有大量的风化岩体,堆积体,遇水断层物易软化、泥化。又由于F5断层是左岸坝肩抗滑稳定控制性结构面,1730
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锦屏一级水电站大坝左岸抗力体地质条件复杂,F2断层、F5断层、F8断层、煌斑岩脉,深部裂缝、裂隙卸荷带及其他软弱带等在坝肩抗力体内的不规则间隔分布,岩体具有声波值小、变模值低等特点,直接影响到抗力体的变形状态和稳定状态,其中以F5断层最为典型,成份较为复杂,贯穿整个左岸抗力体,在断层裂隙之间夹杂有大量的风化岩体,堆积体,遇水断层物易软化、泥化。又由于F5断层是左岸坝肩抗滑稳定控制性结构面,1730~1670m高程F5断层处于软弱岩带交汇带,且位于拱坝主要受力区。综上,F5断层处理成为左岸抗力体地质缺陷处理中关键中的关键,F5断层的处理效果直接关系到大坝左岸抗力体的稳定,关系着电站安全运营及电站投运效益,因此F5断层的处理是锦屏一级水电站安全的关键所在,技术研究意义重大。
施工单位对1730m高程F5断层置换洞K0+54.0~K0+69.0,采用“高压对穿冲洗+自密实混凝土回填置换”处理技术,首先对F5断层地质缺陷体进行高压对穿冲洗,形成空腔,再采用自密实混凝土对空腔进行回填置换。
本文结合工程实际,主要进行两个方面的研究:高压对穿冲洗扩散过程的模拟研究;混凝土回填置换前后的仿真受力分析。
采用有限单元法(FEM)与无网格法(Meshless Method)耦合的方法对高压对穿冲洗扩散过程进行模拟分析,得到了许多的应力应变云图和位移曲线图。通过对数值分析结果的分析,发现经过高压对穿冲洗,原有Φ320主孔孔径被扩大为0.9m,原有Φ136辅孔孔径被扩大为0.45m,高压对穿冲洗出渣量为1212.5m3,与实际出渣量较为接近。
采用有限差分法(FDM)对混凝土置换前后,天然状态和地震状态下边坡受力、变形情况分别进行仿真受力分析,得到了许多应力应变云图,对边坡变形特征和边坡应力场变化进行了分析研究。研究表明经过混凝土置换处理,置换后F5断层软弱带应力集中现象有明显改善,岩土体未发生明显的变形破坏,岩体变形得到了控制,同时提高了边坡的整体稳定性。
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