紫坪铺水利枢纽工程地质稳定性研究成果

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：综合地面地质调查、各种数学模型的分析计算及物理模型试验成果,对堆积体稳定性可得出如下评价:地面地质测绘和调查访问,堆积体未发现大规模变形迹象。两者结论基本一致,即天然状态下堆积体整体和局部均处于稳定状态。霍克圆弧法算图判断的是堆积体灯盏坪、葫豆坪前沿局部稳定问题,结论与上述方法相似。

综合地面地质调查、各种数学模型的分析计算及物理模型试验成果,对堆积体稳定性可得出如下评价:

(1)地面地质测绘和调查访问,堆积体未发现大规模变形迹象。整体现状处于稳定状况。

(2)简布(Janbu)法和摩根斯顿法计算分析验算了堆积体天然、正常蓄水位、水降和地震等工况下整体稳定(沿土体和基岩接触面)问题和局部稳定问题。两者结论基本一致,即天然状态下堆积体整体和局部均处于稳定状态。无论是满库(正常蓄水位)、还是空库在遭遇Ⅶ度地震时灯盏坪、葫豆坪一带均处于不稳定状态,库水位骤降时,灯盏坪前沿也处于不稳定状态。

霍克(E.Hock)圆弧法算图判断的是堆积体灯盏坪、葫豆坪前沿局部稳定问题,结论与上述方法相似。

(3)平面、空间弹塑性有限元研究的是堆积体局部稳定问题,从应力、应变和塑性区是否连通等情况综合判断土体在各种不同工况(天然、正常蓄水、降水、地震)下失稳的趋势。结果是各种工况下其潜在滑移面均呈圆弧形,可能失稳的范围变化于x=150～350m之间(灯盏坪前沿一带),此结果与霍克(E.Hock)圆弧法算图判断结果较为接近。

(4)离心机模型试验也是研究堆积体的局部稳定问题,其结果是天然状态工况下处于稳定状态,正常蓄水位和水降工况下均处于稳定状态,与数学模型分析结果有差别。分析原因之一是模型试验将石料缩小,实际渗透系数与计算数学模型有一定差别；另外,泄水是在加载过程中进行的,土的固结过程与实际有差别,土体在试验过程中有可能被压密。

(5)地震工况下,土体安全系数降低幅度较大,在遭遇Ⅶ度地震时,局部稳定安全系数均远小于1.0,处于不稳定状态,这与拟静力法本身的局限有关。按规范,Ⅵ度及以下地震不考虑地震影响,Ⅶ度地震下采用的水平加速度为0.1g(Ⅷ度为0.2g,Ⅸ度0.40g),将一恒定地震荷载简化加在主滑方向,这种规定是偏于安全的。首先,地震具有方向性,其最大振幅方向不一定与主滑方向一致；其次,地震惯性力作用时间极短,理论上应存在一个使边坡失稳的临界加速度值,这次分析成果表明其值变化于0.075～0.087g之间,均小于0.1g。

(6)水降工况,各种计算结果,局部均处于不稳定状态。弹塑性有限元分析表明只要一次性骤降水深控制在42m以内,有可能使灯盏坪前沿局部土体安全系数提高。

综上所述,土体和软滑带强度参数继续提高的可能性不大,如软滑带—Q①层φ=16°,已接近原状土中型剪饱和固结快剪峰值强度。在天然状态下堆积体整体和局部稳定安全系数分别为K=1.441和K=1.183,均处于稳定状态,在水库运行条件下,库水位骤降时整体安全系数K=1.280,也处于稳定状态,在遭遇Ⅶ度地震情况下,整体安全系数仅1.001～1.005,余度甚少。而灯盏坪—葫豆坪前沿一带安全系数均小于1,处于不稳定状态,需进行适当工程处理。

紫坪铺水利枢纽工程地质稳定性研究成果

相关推荐