雅砻江锦屏一级水电站左岸坝肩边坡支护效应研究

论文摘要

锦屏一级水电站左岸坝肩边坡处于复杂的地质环境中且具有复杂的地质结构,其稳定性对工程修建的可行性决策起到重要的控制作用,并在很大程度上影响着工程建设的投资及运营效益。边坡失稳将会对水电站的顺利建设造成不利影响;反之,边坡的合理设计支护又将给水电站的安全运营带来显著的效益。通过研究水电站左岸坝肩边坡的综合支护效应,最终为边坡的加固优化设计提供理论指导,是当前势在必行的工作,对大坝安全的长期稳定性具有重要的意义。本文在锦屏一级水电站左岸坝肩边坡岩体结构研究及变形监测分析的基础上,重点对左岸边坡的支护效应进行了初步的研究分析。具体研究内容及成果如下:（1）通过现场野外地质调查及查阅资料,对边坡的地质条件、结构特征及岩体特征进行了统计分析;初步分析了水电站左岸坝肩边坡的工程地质条件、边坡岩体结构特征、应力机制和变性破坏机制。（2）通过现场调查手段搜集边坡开挖后的变形特征,分析边坡变形破裂的特点、变形模式、变形机制和破坏类型及剩余应力。通过各种边坡变形监测手段,对边坡及锚杆、抗剪置换硐等支护构件的变形特点及变形模式进行定量分析。（3）锦屏一级电站边坡的支护措施包括:框格梁锚索支护、f42-9抗剪置换洞、边坡表层挂网喷砼等。其中,系统锚索、抗剪置换洞的支护效应是研究的重点。采用ANSYS、FLAC3D软件,对开挖支护边坡进行了模拟对比分析,通过对开挖边坡、锚索支护边坡、抗剪置换硐支护边坡以及锚索+抗剪置换硐联合支护边坡的应力场、位移场和特征测试点应力应变的分析,从宏观的角度说明了锚索和抗剪洞支护对边坡稳定性的贡献。（4）通过上述的研究,对锦屏一级水电站左岸坝肩边坡的支护效应做出合理的评价和意见,并提出补充支护的意见和方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.1.1 工程概况
• 1.1.2 选题依据和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 边坡工程岩体结构的研究历史及研究现状
• 1.2.2 边坡工程变形监测与变形特征的研究历史及研究现状
• 1.2.3 边坡工程稳定性分析的研究历史及现状
• 1.2.4 边坡工程支护结构理论及支护措施的研究历史及现状
• 1.2.5 边坡工程支护方法概述
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究思路与技术路线
• 第2章 左岸坝肩边坡工程地质条件
• 2.1 区域地质背景
• 2.2 左岸坝肩边坡工程地质条件
• 2.2.1 地形地貌
• 2.2.2 地层岩性
• 2.2.3 地质构造
• 2.2.4 应力场特征
• 2.2.5 卸荷风化特征
• 2.2.6 水文地质
• 2.2.7 岩体物理力学特性
• 第3章 左岸坝肩边坡岩体结构及岩体质量特征
• 3.1 左岸坝肩边坡岩体结构特征
• 3.1.1 左岸坝肩边坡岩体结构面的工程地质分类
• 3.1.2 左岸坝肩边坡岩体结构面的工程地质特征
• 3.2 边坡岩体结构分区
• 3.3 左岸坝肩边坡岩体质量评价
• 3.3.1 左岸1885 以上边坡岩体质量评价
• 3.3.2 左岸1885～1640 边坡岩体质量特征
• 第4章 左岸坝肩边坡变形监测及支护效应分析
• 4.1 左岸坝肩边坡开挖及支护设计概况
• 4.1.1 开挖过程概况
• 4.1.2 开挖边坡支护设计概况
• 4.2 边坡监测布置情况
• 4.2.1 左岸1885 m 以上坝肩及缆机平台边坡监测布置
• 4.2.2 左岸拱肩槽边坡稳定监测布置
• 4.3 边坡变形迹象及变形监测分析
• 4.3.1 自然边坡变形迹象
• 4.3.2 开挖边坡变形迹象
• 4.3.3 开挖边坡变形监测分析
• 4.4 边坡支护措施监测及其支护效应初步分析
• 4.4.1 锚索监测及其支护效应分析
• 4.4.2 抗剪置换硐监测及其支护效应分析
• 4.4.3 系统锚索+抗剪置换硐的支护效应分析
• 第5章 左岸坝肩边坡开挖-支护过程的FLAC3D 模拟分析
• 5.1 引言
• 5.2 FLAC-3D 基本原理及特点
• 5.2.1 空间导数的有限差分近似
• 5.2.2 运动方程
• 5.2.3 应变、应力及节点不平衡力
• 5.2.4 阻尼力
• 5.2.5 FLAC3D 软件的处理过程
• 5.3 FLAC-3D 计算模型及参数选取
• 5.3.1 边坡地质模型概化
• 5.3.2 模型介质及岩体力学参数
• 5.3.3 抗剪置换硐与锚索支护模型的建立
• 5.4 天然边坡模拟结果分析
• 5.5 开挖支护过程模拟及支护效应分析
• 5.5.1 开挖无支护过程模拟
• 5.5.2 开挖+锚索支护效应过程模拟
• 5.5.3 开挖+抗剪置换硐支护过程模拟
• 5.5.4 开挖+锚索支护+抗剪置换硐支护过程模拟
• 5.5.5 锚索支护+抗剪置换硐支护效应定量分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果