金沙江某高拱坝坝基开挖对河床建基岩体工程特性影响研究

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高拱坝坝基对建基岩体的工程特性要求极高,天然河谷岸坡大都发育一定厚度的风化、卸荷岩体,显然这部分岩体的变形、强度并不能满足工程建设要求,因此,不可避免要对岩体进行大规模的开挖,从而会对距开挖面一定范围内岩体的工程特性产生影响。本文基于大量的现场地质调查、声波检测、原位试验以及前期勘探研究成果,结合二维和三维数值模拟手段,在分析坝基开挖扰动岩体变形破坏现象、扰动范围特征、岩体扰动变形破坏机制、建基岩体质量及其力学参数的基础上,研究了坝基开挖对河床建基岩体工程特性的影响。主要取得以下成果:(1)坝基开挖对河床建基岩体的扰动变形破坏主要表现为:裂隙的张开、贯通,新裂隙的产生,裂隙密集带等形式,从而导致岩体工程特性降低。(2)利用开挖前后爆破孔、长观孔波速衰减率变化特征,结合数值模拟开挖后应力变化特征,综合确定了开挖扰动区范围为建基面以下15m范围内,其中:0~3m为爆破损伤区;3-15m为应力调整区;15m以下为正常岩体区。(3)在对爆破作用和应力调整致使岩体变形破坏的机制分析的基础上,利用FLAC3D软件模拟计算坝基开挖后应力场、位移场以及塑性区分布特征,据此分析了坝基岩体的开挖影响范围,其与现场声波确定影响深度基本一致。(4)依据施工阶段岩体质量评价标准,利用现场获得大量波速成果对河床坝基建基岩体质量进行分级,成果表明:爆破损伤区内综合岩级为Ⅲ2类,Ⅱ类和Ⅲ1类比例占到50.34%;应力调整区内综合岩级Ⅲ1,Ⅱ类和Ⅲ1类比例占到62.42%;正常岩体区,综合岩级Ⅱ类,Ⅱ类和Ⅲ1类比例占到80.47%。(5)基于大量的现场原位变形实验,建立变形模量-波速、强度参数-变形模量的相关关系式,对河床坝基建基岩体力学参数进行评价。(6)以河床坝基建基岩体质量分级与力学参数评价结果为基础,分析了坝基开挖扰动对河床建基岩体质量及其力学参数的影响。
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