高拱坝坝肩坝基整体稳定地质力学模型试验研究

锦屏一级水电站是雅砻江干流上的重要梯级电站。工程主要开发任务是发电，同时还兼有拦沙、防洪、蓄能作用。该工程大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高305m，为目前世界上最高拱坝。坝址区地质构造复杂，两岸谷坡为近千米的高陡边坡，两坝肩岩体内存在断层、煌斑岩脉、层间挤压带、深部裂隙等各类软弱结构面，对拱坝坝肩坝基稳定带来不利影响。采用三维整体地质力学模型试验研究方法，研究了锦屏一级高拱坝坝肩坝基的整体稳定性。试验中充分考虑了影响坝肩坝基稳定的各种因素，既考虑拱坝上游超载情况，同时还重点模拟两坝肩岩体中软弱结构面强度弱化的影响，为此研制了适合该工程的变温相似材料及试验模拟新技术，并在一个模型上进行了强度储备与超载相结合的综合法试验。通过试验获得了坝肩坝基的变形及分布特征、失稳的破坏形态和破坏机理，确定了拱坝坝肩坝基整体稳定安全度为4．7～5．0，评价了工程的安全性，并针对坝肩的薄弱环节提出了加固处理措施建议。     

高土石坝筑坝料本构模型参数研究

对某高土石坝(最大坝高258 m)的8种筑坝料进行了系统的试验研究,通过大三轴试验分析高应力状态下它们的应力-应变-强度特性。结果表明:堆石料的粘聚力c确实存在,而以往认为c=0,所以建议工程中适当取值;坝料抗剪强度呈现明显的非线性;各种坝料变形性质较协调;据邓肯-张模型参数的物理意义,改变传统的取值方法,取不同坐标范围的轴应变εa(如εa=20%,5%,3%,1%)绘图,在尽可能小的εa处求取a(或Ei),在较大的εa范围内求取b。克服了传统方法在一条直线上同时确定2个物理意义完全不同的参数a和b,而无法满足精度要求的缺陷。得到不同坐标范围的邓肯-张模量参数a(或Ei)和b及对应k,n和Rf值,并与常规方法取值综合比较,提出模型参数建议值,通过回归证明拟合较好,为该工程设计计算提供力学参数,为类似工程特别是高土石坝的本构模型参数整理提供了思路。     

某水电站坝前右岸拉裂变形体稳定性分析

 拉裂变形体作为一种特殊的地质分离体,其稳定性评价方法尚不成熟。以某水电站坝前右岸拉裂变形体为例,采用二维极限平衡方法分析了各运行工况下边坡治理前后的稳定性。基于外部变形、测斜仪和滑动测微计的监测成果,结合具体地质情况,对边坡的可能滑面位置和滑动可能性进行了探讨。分析结果表明,“破碎带”的错动是边坡变形的主要原因,施工期拉裂变形体总体趋于稳定。     

四川盆地区红层无粘性土石混合料强度参数预测模型研究

通过四川盆地区红层无粘性土石混合料的多组大型三轴试验,揭示了强度参数随干密度、砾石含量和最大粒径等多个影响因素的变化规律,用最小二乘法拟合得到了各试验控制因素与强度参数的关系表达式,建立并验证了土石混合料的多影响因素强度参数预测模型。预测模型对于类似土石混合料的强度参数预测具有重要的参考意义。     

瀑布沟电站地下洞室围岩变形特性研究

瀑布沟水电站地下厂房洞室由于体积和跨度较大(均超过30 m),其围岩的变形和稳定情况受到了各方面极大的关注.以丰富完整的变形监测资料为基础,结合地质和施工资料,对厂房洞室围岩变形的分布特征进行了总结,探讨了其主要影响因素.研究结果表明:围岩变形受地质因素(地应力、岩体质量、断层结构面等)和工程因素(开挖方式、支护措施等)的综合影响,其中尤以岩体质量和断层结构面为控制性因素.     

固结应力比对土样动强度和动孔压发展规律的影响

回顾了初始剪应力对土样动强度和和动孔压发展规律的影响,使用动三轴对某土石坝坝基饱和砂砾石料进行动强度试验,研究固结应力比Kc对土样动力特性的影响。分析试验结果如下:所有土料都存在一个转折点Kc′:KcKc′时动强度随Kc的增大而降低,动变形和动孔隙水压力随Kc的增大有稍许加大趋势。转折点Kc′的具体数值与土料性质及所受应力状态有关。本次试验Kc=0.5～3.0,转折点Kc′为2.8左右。Kc过大后,初始剪应力较高、剩余强度较低而导致动强度降低。偏压固结Kc=0.7～1.3时,试验土料最终孔压值均可达到围压;偏压固结Kc≥1.5后,试样最终孔压值是否可达到围压取决于动应力σd是否大于主应力差(σ1c-σ3c),即σd是否形成拉应力使试件伸长。但当Kc很大后,σ1c和σ3c相差太大,需施加非常大的动应力σd才能使其应力应变反向,试样不可能达到初始液化。