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金沙水电站2#挠曲体位于大坝坝轴线上方,纵贯上下游水库,挠曲下方为金沙水电站导流明渠。挠曲体由于地质构造原因岩体破碎分化严重,受降雨影响大,稳定性较差,历史上曾发生顺层塌滑。同时牛筋树堆积体位于此处斜坡中下部,范围较大,明渠施工前必须进行开挖清除。因此研究2#挠曲体边坡的稳定性以及堆积体、明渠开挖扰动对挠曲边坡的影响对工程具有十分重要的实际意义。 本文以“金沙江水电站2#挠曲体边坡”为研究对象,首先通过工程的地形地貌、构造发育、坡体结构特征以及已有的变形破坏情况等,分析挠曲体的成因机制与边坡的变形破坏模式。在对岩体力学参数进行研究的基础上,运用ABAQUS有限元数值计算软件,对挠曲边坡在自重、降雨、开挖等各种工况下的稳定性进行了分析计算,具体内容和成果如下: (1)首先根据地质资料,采用最小二乘法、随机-模糊方法以及基于Hoek-Brown准则的参数折减法对边坡岩土体的力学参数进行了取值研究,得到了边坡稳定性分析中重要的强度参数。同时特别分析了关于强度折减中的失稳判据、等比例折减与双折减法、折减过程中是否考虑岩体弱化等问题。 (2)从挠曲形成的构造背景与岩层的能干性差异来分析,表明挠曲符合纵弯褶皱作用的形成条件。 通过分析挠曲边坡结构面类型及其发育规律,挠曲边坡可能出现的变形破坏模式为: ①边坡浅层滑移剪出破坏; ②卸荷岩体蠕动变形; ③不利结构面形成的块体滑动。 (3)运用ABAQUS数值计算软件,采有限元强度折减对边坡进行分段计算,结果为:2#挠曲坡体上段和下段整体安全系数均大于1.25,满足规范要求。中段在开挖后安全系数为1.20,不能满足持久状况下1.25的规范要求,需采取工程措施加固。从开挖扰动对边坡影响来看,中段和下段坡体的明渠和覆盖层开挖对稳定性影响较大(开挖引起安全系数减小能达到0.2),而对挠曲上段坡体的稳定性影响相对较小(开挖引起安全系数减小为0.05)。