黑河水利枢纽右岸坝肩加固岩体边坡分析研究

论文摘要

黑河水利枢纽右岸的岩质高边坡,地形、地质条件比较复杂,岩层风化程度比较强,断层、裂隙发育,高边坡表面覆盖的第四纪沉积物以及岩石风化而形成的碎石堆积体出现了新滑动,且下覆一定范围的岩体变形发展显著。依据岩石的单轴抗压强度和点荷载强度、岩石质量指标、裂隙间距,结构面条件以及地下水条件等五类因素,通过岩体质量评分分级,确定新滑坡体的岩体稳定性等级为Ⅲ级,会发生小规模的平面或楔形体滑动破坏,须进行加固整治处理。依据滑坡表层松散、浅层岩体结构面发育、变形发展明显的特征,’对该滑坡体采用以削、锚、抗滑结合为主,辅之以表层锚喷防水及各级排水沟排水的综合治理方案进行了分析。基于岩体力学性质的测试分析结果及滑坡的反分析强度指标,合理确定了边坡中滑动体、滑动带、变形体及基床的力学参数。在考虑新滑坡加固整治处理的基础上,分别应用极限平衡方法和有限元计算分析方法,对加固后的岩质边坡进行了稳定性分析。极限平衡法分析表明,喷锚加固的分级削挖边坡的安全系数均大于1.3。应用有限元法,采用捆绑单元模拟锚喷支护的砂浆锚杆,用结构单元模拟抗滑桩,计算分析得到了应力场。依据滑动面上单元的应力条件,分析确定边坡中下部滑面上各单元节点的安全系数相对较小；抗滑桩加固中上部滑面上各节点的安全系数较大,表明加固效果明显。以给定的软弱结构面上各节点的应力条件为依据,计算确定该面上的下滑剪应力和抗滑剪应力,沿该面积分别求得总下滑力和总抗滑力,确定整体边坡的安全系数为1.257。两种分析方法表明加固整治处理后的边坡满足一级边坡稳定要求,不会产生滑移现象,能够保证黑河水利枢纽工程安全运营。以上研究结果,对于指导黑河水利枢纽工程安全运营具有重要参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 边坡工程
• 1.1.2 岩质边坡工程
• 1.2 边坡工程问题的研究
• 1.2.1 边坡稳定性分析研究的发展
• 1.2.2 边坡工程的研究现状及我国的研究成就
• 1.2.3 边坡工程理论研究的进展
• 1.2.4 边坡稳定性研究的发展趋势
• 1.2.5 边坡稳定性分析中的难题
• 1.3 岩石边坡破坏机理认识
• 1.4 岩体边坡加固处理技术
• 1.5 边坡稳定性分析研究方法
• 1.5.1 定性评价方法
• 1.5.2 定量评价方法
• 1.6 本文所研究的内容
• 2 黑河水利枢纽右岸坝肩岩体边坡工程地质条件与分析
• 2.1 工程概况
• 2.2 工程地质条件
• 2.2.1 地形地貌
• 2.2.2 地层岩性
• 2.2.3 地质构造
• 2.2.4 地下水
• 2.2.5 不良地质现象
• 2.3 滑坡地表勘察基本特征
• 3 岩体工程分级标准及其在黑河右岸坝肩边坡中的应用
• 3.1 岩体边坡工程岩体质量评价
• 3.1.1 岩体质量的评价是分析岩体稳定性的基础
• 3.1.2 岩体质量评价的影响因素
• 3.1.3 现在使用的各种岩体分级标准及方法
• 3.1.4 分析方法的研究内容
• 3.1.5 边坡稳定性分析方法
• 3.2 黑河水利枢纽右岸新滑坡岩质边坡的质量评价
• 4 黑河水利枢纽右岸坝肩岩体边坡加固治理设计
• 4.1 滑坡稳定性的极限平衡法分析计算
• 4.1.1 滑坡稳定性的安全系数反算法分析
• 4.1.2 滑坡稳定性的极限平衡法分析计算
• 4.2 新滑坡体治理方案
• 5 黑河水利枢纽右岸坝肩岩体边坡稳定性分析
• 5.1 岩体力学参数
• 5.2 边坡稳定性分析
• 5.2.1 建立边坡有限元模型
• 5.2.2 加固后锚杆的加固效果分析
• 5.2.3 计算单元安全系数
• 5.2.4 边坡整体稳定性分析
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献