澜沧江乌弄龙水电站坝址右岸大型倾倒体变形特征、成因机制及稳定性研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 34次 | 上传用户:wodelvtu
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我国西部环青藏高原的广大地区河谷深切,地形坡度大、地质构造复杂、地震活动频繁,众多高陡斜坡(边坡)是孕育大型地质灾害、工程边坡大规模失稳的主要区域,尤其是分布面积较广的层状岩体地区,岸坡岩体倾倒变形,孕灾、成灾的问题更为突出。近年来,国内外对倾倒体的研究成果较多,但多数研究对象为纵向河谷岸坡倾倒体。本文研究的澜沧江乌弄龙水电站坝址右岸大型倾倒体(Qd1),属横向谷岸坡上部发育的倾倒变形岩体,位于右岸坝顶以上部位,是威胁工程建设安全、运行正常的重要工程地质问题,研究其稳定性具有非常重要的工程实践意义。本文从倾倒体工程地质勘察技术应用及创新、岩坡初始结构、倾倒体变形的时空特征、成因、倾倒体的力学特征与稳定性评价等多个方面,系统地开展了研究:(1)由于倾倒体发育在横向谷,且分布于工程拟开挖区域的外部,在普通测绘中容易忽略,作者通过多层次不同精度的测绘获得了倾倒体的分布特征及分布范围;并在此基础上进行了钻孔、平硐的综合勘探布置,从立体形态上查明了倾倒体的边界。(2)采用了SM植物胶护壁钻探技术,并对钻进参数和SM植物胶的配比进行了试验性调整,得到了适合倾倒体呈砌块状、碎屑状的原状岩体取样方法和技术;运用新技术-“缩封固定技术”,解决了倾倒岩体岩样难加工、难固定、难搬运等问题,基本上采集到了原状试样;并在MTS岩石试验机上进行了力学试验,获取了大量的力学试验数据。(3)以谷德振先生岩体结构理论及划分指标为依据,采用精细的层位测量、调查方法,在获得详细的资料基础上,针对该地层岩性、岩相复杂的特性,先开展岩组划分,再进行精细的岩体结构划分,较深入地剖析了倾倒体部位岩体结构为薄-互层状结构,坡体结构为横向斜坡,若考虑岩层倾向方面的地形坡度,在此方向有顺层结构特征。(4)根据右岸坝肩主要平硐揭露倾倒体结构面拉张的方位、开度等大量资料,分析了倾倒体拉裂变形对既有结构面的追踪特征,以较多的统计数据及相关资料研究了倾倒体的变形方向、变形程度、变形类型,以及变形深度和边界条件。(5)从地形地貌条件、岩体结构特征、岩性变化规律、断裂发育情况、河谷应力场特征等多种因素综合分析倾倒体的成因机制,并用数值分析方法研究了顺层高倾斜坡的倾倒变形。(6)作者在分析倾倒岩体形成持续时间和成因机制及乌弄龙倾倒体严重变形典型特征的基础上,利用倾倒体原始层状地层与倾倒后地层“质点”的位移量值,提出分析倾倒体位移量值的新方法和利用地质年代初步获得倾倒体流变速率(含可能的少量突变)的新方法。采用FLAC3D程序进行反演分析,得出倾倒弯曲变形的总位移量与地层质点位移分析法基本一致。地层质点位移分析法的应用是对岩体流变参数选取方法的丰富,也是对倾倒体研究方法的创新。(7)选择代表性剖面和合理的强度参数,利用极限平衡法、有限元法、强度系数折减法对倾倒体整体稳定性进行计算分析,特别是对强度系数折减法的应用,取得了较好的效果。并对倾倒岩体参数进行了敏感性分析,以便于后期针对各个参数影响的敏感程度,设计合理的治理方案。在计算分析的基础上,作者提出了工程处理建议。
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