水电站坝肩边坡的稳定分析方法及其工程应用

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滑坡是一种重要的地质灾害,对人类的生命财产带来重大威胁。我国目前正处于经济建设高速发展的时期,在水利、铁路、公路、矿山建设中,遇到了一系列复杂的边坡工程地质技术难题,其中岩质高边坡的稳定性问题较为突出。边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取何种防护措施的重要依据,因此它是边坡工程中最基本最重要的手段,也是边坡工程设计与施工中最迫切需解决和完善的重要技术问题之一。 本文结合官地水电站左岸坝肩下游侧开挖高边坡开展了系统的研究工作,主要内容包括: (1)在阅读相关文献的基础上,系统地总结了国内外高边坡稳定性分析的发展和研究现状,分析了边坡稳定性研究中存在的问题。着重探讨了极限平衡法和有限差分法在解决边坡稳定分析方面的理论基础和应用。 (2)通过现场的工程地质勘察获取基础地质资料,针对三维数值模拟区域选取了六个典型剖面来进行二维极限平衡分析,研究无支护条件下工程开挖边坡的卸荷特征,揭示边坡可能出现的破坏部位和范围,为工程边坡的加固处理提供依据,然后根据规范计算出开挖后边坡所需的支护力并初步设计支护方案。 (3)根据断层及节理裂隙等不利地质构造,分析它们组合切割可能形成的楔形块体形态和大小,并对存在潜在危险的楔形块体在不同工况下的块体稳定性进行计算分析。 (4)建立分析地区的三维模型,利用非线性差分程序对岩质边坡变形破坏进行三维数值模拟,分析了开挖前后不同工况(地震、降雨等)下边坡的应力应变状态,通过强度折减法研究了边坡在临界失稳状态时可能的失稳模式、塑性区分布及稳定安全系数。 (5)根据二维极限平衡法初步设计支护方案,用非线性差分法对开挖后边坡的支护方案进行复核,对比不同计算方法下的计算结果,建议边坡的支护加固措施。
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