河谷下切对岸坡卸荷影响的数值模拟研究

为了解河谷下切过程中对岸坡卸荷的影响,以某水电站下坝址岸坡为研究对象,通过建立相应三维模型进行数值模拟计算,分析河谷下切过程中的应力场特征、位移场及塑性区演化特征。结果表明,河谷下切过程中,同高程处坡体内部应力水平大于坡表临空面,垂直于河道方向的位移逐渐增大,卸荷深度不断向坡体内部延伸。韧性剪切带的存在对边坡岩体的卸荷有较大影响。     

考虑河谷下切的岸坡卸荷特征成因研究

为了研究岸坡在河谷下切中发生怎样的卸荷过程及探索部分区域卸荷深度异常增大的原因,根据研究区工程地质资料建立模拟河谷下切的三维有限元模型,模拟河谷五次下切后坡体的变形,位移,塑性区分布情况,对河谷下切过程中岸坡卸荷的过程进行研究,结果表明:岸坡卸荷由两岸坡体的相向位移和卸荷回弹引起;异常卸荷现象与韧性剪切带有关,且韧性剪切带会使得上方与上方的岩体破坏现象各有不同。得出了现有卸荷特征是由河谷下切过程中的岩体卸荷回弹及边坡内韧性剪切带周围软弱岩体共同作用所决定的结论。     

澜沧江上游河谷哑贡倾倒变形体形成机制及过程

陡倾层状岩体的深层倾倒变形是我国西南深切河谷常见的一种地质现象。第四纪以来,伴随青藏高原隆升,强烈的河谷下切是导致这一现象的重要原因。以澜沧江上游河谷哑贡倾倒变形体为例,采用底摩擦重力试验和数值计算的方法,对河谷下切过程中该倾倒变形体的形成机制和过程进行了研究。结果表明:该边坡随着河谷下切、岩体卸荷及边坡应力场的重新分布,岩体中形成了较深的应力松弛区,主应力方向调整为重力方向,应力松弛区中陡倾的层状岩体向河谷方向发生倾倒变形。根据物理试验特征及数值分析结果,倾倒变形演化过程可归纳为:卸荷（回弹拉裂阶段）、变形（裂隙发育阶段）及折断（裂隙贯通阶段）。     

班达水电站中坝址区岸坡卸荷形成机制物理模拟研究

根据对班达水电站中坝址的野外调查资料,并结合河谷演化历史以及相似理论,利用物理模拟实验再现了河谷下切卸荷条件下岩体的变形破坏过程以及力学机制,在试验得出数据基础之上,对岩体的卸荷特征以及岩体内的应力变化和位移变化进行分析。研究结果表明:河谷的下切过程中两岸岸坡浅表部岩体产生了明显的卸荷破裂裂隙,但坡体深部破裂裂隙不明显;监测数据显示,河谷下切使得坡体内压力降低且岩体向着临空面有明显的水平位移。     

韧性剪切带和蚀变岩体对坡体卸荷特征影响分析

岸坡异常卸荷是西南深切河谷地区进行大规模水电工程建设过程中常遇到的典型工程问题之一。根据野外详细地质调查,得出研究区坡体卸荷特征,再以是否考虑韧性剪切带和蚀变带为变量建立3个二维离散元模型,模拟河谷5次下切后坡体的变形情况,对比分析韧性剪切带和蚀变带对坡体卸荷特征的影响。研究结果表明:研究区卸荷异常主要与韧性剪切带和蚀变岩体的发育有关;韧性剪切带和蚀变带质软,其软弱基座效应和弱抗风化能力加剧了坡体变形程度,同时构成软硬相间的坡体结构,使得沿缓倾坡外结构面的差异剪切错动更为明显。相关成果可供从事高边坡坡体卸荷研究人员参考。     

某水电站河谷下切卸荷机理物理模拟试验研究

为研究某水电站河谷下切的卸荷机理,根据相似理论配比相似材料和堆筑模型进行室内物理模拟试验,模拟5次河谷下切,对岩体进行应力分析、位移分析和破坏情况分析。结果表明:卸荷过程中,两岸坡体应力逐渐降低,坡表局部位置出现裂纹以及小范围的垮塌现象,坡体产生了向河谷方向的位移。     

澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡成因机制

在现场调查资料的基础上,结合倾倒变形体边坡地形地貌特征、地层岩性特征、结构面发育特征、河谷地应力以及岩体力学性能的差异等方面对澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡的成因机制进行了综合分析。结果表明:该大型倾倒变形体边坡地形上呈单薄、突出、三面临空的山梁;地层以薄层陡倾状岩体为主,并且在河谷下切过程中,砂岩和板岩将会出现差异卸荷回弹;边坡岩体中发育与倾倒变形体变形方向一致或相反的裂隙,有利于倾倒变形体的初始变形;河谷下切之前现今地面线附近岩体原始积累的地应力较高,当河谷下切至现今地面线时岩体卸荷强烈;在上述原因的共同作用下,倾倒变形体边坡向临空面发生大规模的倾倒变形。     

澜沧江古水水电站坝址区上游左岸边坡双向差异卸荷特征及机理

为研究双向差异卸荷的特征及机理，以澜沧江古水水电站坝址区左岸上游岸坡为例，根据野外实地踏勘查明该边坡卸荷作用的强度，将岩层分为强卸荷区、弱卸荷区和原岩区3个区。统计并分析了研究区内各硐中卸荷裂隙的产状、张开度、张开裂隙率等现场实测数据，结果表明：由于澜沧江流向发生变化，从而产生双向差异卸荷现象，拐弯处两侧整体的卸荷作用强烈，这是澜沧江持续快速下切的结果。拐弯处上游侧岩层卸荷程度强于下游一侧，具体原因：(1)上游侧坡表与岩层走向相近，裂隙数量相对更多，贯通程度更好，对卸荷作用响应更剧烈；(2)上游侧岩体发生了倾倒变形，倾倒变形后的岩体结构更加松散破碎，反过来加剧了卸荷作用。     

杨房沟水电站深切河谷地应力场反演分析

针对杨房沟水电站坝区V型河谷地形地貌特征,结合坝址区地质构造条件,依据现场实测地应力成果资料,考虑河谷剥蚀下切演化对地应力场改造作用,反演得到坝址区初始地应力场,并将计算结果与实测值进行了对比分析。结果表明:计算结果与实测结果基本一致;杨房沟坝址区初始地应力场以NWW向水平构造应力为主,属中等地应力量级,岸坡浅表层一定深度范围内卸荷特征明显。研究结果为坝区边坡开挖及长期稳定性分析提供了重要依据。     

小浪底工程近坝岸（边）坡外部变形监测系统设计

１１坝岸（边）坡外部变形监测系统的建立小浪底坝址区处于低山丘陵区，河流走向近东西，河谷两岸山体高程为３５０～５００ｍ，枯水位高程１３５ｍ左右，河谷形态呈不对称Ｕ型谷，谷低宽３５０～６００ｍ。坝址及近坝库区右岸由软硬相间的砂页岩互层组成，其层状岩体顺向坡结构受狂口背斜层间错动作用，有多层泥化夹层。岸坡内有多处蠕滑变形体，其变形特征为：沿泥化夹层蠕滑，带动“层状砌体结构”的砂岩节理块体发生倾倒转动，形成颇具特色的“倾倒滑移”变形模式，个别变形体已发展成为古滑坡。这些蠕滑变形体发生于河谷形成期，与河谷…     

某水电站坝肩边坡碎裂松动岩体发育特征及开挖变形响应分析

以澜沧江某水电站左坝肩边坡为研究对象,通过野外调查发现,坡体广泛发育一类同时具有碎裂结构和显著松动变形的特殊岩体,由此提出了碎裂松动岩体的概念。对其发育特征进行研究后发现,碎裂松动岩体不仅具有从坡表往里依次呈现出散体-碎裂-块裂的结构特征,而且其发育深度与极强卸荷带也具有较好的对应关系。鉴于此,提出了其划分标准:将具有散体-碎裂-块裂结构的岩体深度作为其结构上的发育深度,而极强卸荷带发育深度则作为其卸荷上的发育深度,取二者的平均值作为最终的发育深度。为了验证利用该标准划分的结果能够指导边坡开挖,采用UDEC进行模拟,结果表明:边坡开挖后,整体变形小、稳定性较好,仅局部开挖面附近出现小规模的危岩体。建议沿划分的碎裂松动岩体发育深度对该边坡进行开挖,2 880 m高程上、下开挖坡比分别为1∶1.5和1∶1。通过碎裂松动岩体的划分,能够为此类特殊的边坡岩体合理的开挖深度的确定提供参考。     

白鹤滩拱坝左岸坝基变形特征及机理分析

白鹤滩水电站左岸拱坝坝基边坡地质条件复杂,坝基边坡内发育的缓倾坡外的层内错动带、反倾坡内的断层和柱状节理玄武岩是开挖边坡变形响应的重要影响因素。在分析现场监测数据基础上,对白鹤滩左岸拱坝坝基630 m高程以上的剪切变形特征及机理进行了分析研究,采用离散元程序UDEC再现了层内错动带LS_(3319)的剪切变形特征,并对左岸拱坝坝基630 m高程以下的开挖响应特征进行了预测。结果表明:630 m高程以上坝基开挖过程中顺坡向缓倾层内错动带LS_(3319)在开挖面坡脚部位出露前后,对坡脚局部应力场产生较明显的影响,其上下盘岩体表现出不同的变形特征,错动带上盘部分岩体首先出现应力增大或集中现象,随着开挖面下移直至错动带出露,出现开挖卸荷引起的岩体松弛;630 m高程以下受层内错动带LS_(331)影响产生剪切变形,上盘浅层岩体出现卸荷松弛。错动带剪切变形主要发生在错动带的坝基面开挖揭露过程中,变形量值主要受赋存地应力条件、结构面参数和产状等因素控制。     

白龙江某水电站枢纽区顺向河谷岸坡变形特征及其形成机理研究

水库蓄水坝址区边坡变形稳定可对水电工程产生困扰和影响,分析并查明枢纽区岸坡变形破坏的类型、规模、分布差异对水电工程安全设计具有重要意义。文章以白龙江某水电站为研究对象,通过现场调查方法对其枢纽区基本工程地质条件、岸坡结构类型、岸坡不良地质灾害发育特征进行了分析,从地形地貌、岩性特征、岩体结构、岸坡应力场等方面总结出岸坡变形破坏特征及其破坏模式,在此基础上通过数值模拟方法揭示了岸坡结构变形破坏形成机理。研究表明:顺向河谷中,发育有层状同向结构岸坡、层状反向结构岸坡、层状横向结构岸坡及层状斜向结构岸坡４种类型;左岸不良地质灾害分布密度小但发育有大规模滑坡和变形体,右岸不良地质灾害分布密度大但多为小型倾倒体和松动体;枢纽区内岸坡呈现出剪切－滑移型、倾倒弯曲型、拉裂型变形破坏特征;岸坡结构变形破坏受岸坡     

西南某水电站坝区岩体深部差异风化成因及分布规律分析

 在野外调查和室内分析的基础上,对西南某水电站坝区典型深部差异风化成因和分布规律进行了分析,指出其发育分布均位于微风化和新鲜岩体内部,主要受岩性和断裂控制,成因与河谷及岸坡形成演化密切相关。深部差异风化不会直接影响岩体的稳定性,但将促使浅表生改造进一步发展,导致岩体沿软弱结构面发生松动、变形、破坏、失稳,最终导致边坡的变形、破坏。     

乌东德水电工程河谷地应力场分布规律

以乌东德水电工程坝址区300个实测数据为依据,辅以数值回归分析,对乌东德坝址河谷应力场分布规律进行了研究.研究结果显示:乌东德河谷断面可划分为应力释放区、过渡区和应力方向稳定区;应力方向稳定区最大水平主应力方向与近坝断层和区域控制性断裂接近,与近场区地震构造应力场不同.通过对比乌东德坝址河谷和对称河谷应力场分布特点,发现乌东德坝址河谷具有河床和坡脚高应力区、岸坡岩体呈“驼峰”应力分布等对称河谷应力分布特点;受乌东德河谷形态影响,河床和坡脚高应力区呈现非对称性,山体高耸岸坡侧高应力区分布范围较广;两岸岩体“驼峰”应力曲线“尾部”未稳定.     

溪洛渡库区星光三组岸坡倾倒变形成因机制分析

溪洛渡库区星光三组岸坡发生了严重的倾倒变形破坏,由原本的顺层斜坡变为反倾边坡,像星光三组这类特殊的倾倒变形体由于其成因机制与常规的倾倒变形体不同而受到了许多学者的关注。详细描述了星光三组变形体的工程地质条件、变形破坏特征,并基于数值模拟对该倾倒变形体的成因机制进行了分析。结果表明:星光三组岸坡岩层呈现软硬互层的薄层结构,该结构为倾倒变形的形成提供了物质基础;构造作用与金沙江的快速下切分别为变形体的形成提供了高水平地应力与地形条件;溪洛渡库区星光三组岸直倾倒变形演化过程可划分为卸荷变形、时效变形、灾变失稳3个阶段。     

金沙水电站狮子石危岩体治理浅析

金沙水电站是一座规模较大的低水头河床式电站,坝址区河谷较宽,坝址两岸河谷深切、谷坡陡峻、坡体基岩裸露、岩体卸荷裂隙发育且分布广泛,多发育在工程边坡以上。为确保工程施工及电站营运安全,设计单位针对自然边坡因裂隙形成的狮子石危岩体提出了治理防护设计方案。介绍了高陡自然边坡条件下危岩治理防护采用的设计和施工方法。     

马岩洞水电站特殊地质条件对水工方案选择的影响

该电站为高坝长引水式开发。枢纽区地处岩溶高山峡谷地区，河谷地质结构总体属向斜走向谷，在其控制下形成河谷地形不对称和两岸高差大，以及巨型危岩体、顺向坡、碎裂结构岩溶含水层、岸坡卸荷拉裂缝、已建水库河床深厚覆盖层等特殊地质条件，对水工方案选择影响较大。在前期勘测设计过程中及时调整了设计方案，有效避开了它们的严重影响。     

恰甫其海水利枢纽工程布置及设计特点

1枢纽区自然条件1·1地形条件恰甫其海水利枢纽工程坝址两岸山顶为古夷平地,相对高差240~370m,坝址区岸坡陡峻,大部分基岩裸露,河谷狭窄呈“V”形,坝顶高程处河谷宽200~300m。由于岩性、岩体结构面发育程度及风化程度的差异,使两岸岸坡顺河谷向形成沟梁相间的梳状地形,其中规模     

唐古栋滑坡变形破坏机制及岸坡稳定性研究

结合坡体结构分析及有限差分计算,研究了唐古栋滑坡在历史上河谷下切过程中边坡应力、应变发展规律,得出了前缘缓倾坡外结构面发育类高边坡变形破坏机制可归纳为"卸荷拉裂—滑移(压致)拉裂—剪断"3段式机制的结论。基于变形破坏机制研究及数值模拟计算,分析出唐古栋滑坡上游侧变形体在楞古水电站下坝段蓄水、地震工况共同作用下,锁固段岩体内应力集中明显、塑性破坏严重,可能导致边坡整体高速失稳。