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金沙江白鹤滩水电站恩子坪1~#滑坡稳定性研究

作　者: 侯艳玲
导　师: 石豫川
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 滑坡成因机制稳定性研究 FLAC3D 数值模拟
分类号: TV221.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

白鹤滩水电站是金沙江干流攀枝花至宜宾河段梯级开发中的第二级水电站,是我国继三峡、溪洛渡水电站之后开展前期工作的又一座千万千瓦级以上的巨型水电站。恩子坪1^#滑坡位于白鹤滩水电站坝址下游5km左右,其失稳破坏不会直接威胁枢纽建筑物的安全,也不存在水库淤积问题。但是,滑坡可能造成的涌浪和堵江,对枢纽建筑的安全有不同程度的影响,主要表现在:首先,滑体以一定的速度滑入水库,必定会产生一定高度的涌浪,并对大坝等水工建筑物产生一定的影响;其次,滑坡堵江一旦形成"二道坝",致使尾水抬升,将会对地下厂房造成巨大威胁。本文详细阐明了白鹤滩水电站坝址下游的恩子坪1^#滑坡的工程地质条件,结合具体的工程实践,在现场实地调查、钻孔资料及平硐资料的基础上,从滑坡的形态特征、物质组成特征及变形破坏特征三个方面概括该滑坡的基本特征;从滑坡的形成条件着手,对其成因机制进行分析判断,并通过二维离散元模拟对成因机制进行验证,认为该滑坡初期以滑移-剪切型为主,中后期破坏过程则比较复杂,其间可能还存在卸荷作用的影响;在机制分析的基础上确定地质模型和破坏模式后,运用定性判断和定量计算对滑坡目前的稳定性和可能的变化发展趋势进行分析评价,这对于降低滑坡产生的危害及损失是非常必要的。本次采用地质判断和极限平衡法等方法,对滑坡的整体稳定性、局部稳定性以及水库蓄水后的稳定性进行系统分析、计算与评价,并通过三维有限元软件FLAC^3D进行数值模拟,对滑坡的应力场特征以及变形特征进行分析,并将模拟结果同上述结论及结果进行对比分析,以达到相互校核的效果。通过对该滑坡的破坏形式及破坏规模进行分析及研究,确定在滑坡一旦发生整体滑动的特殊情况下,从其发生以后产生的涌浪高度和是否堵江两个问题进行计算分析,以此为基础进行危害性评价。研究结果表明,恩子坪1^#滑坡天然状态下整体稳定性较好,暴雨和地震状态下滑坡整体稳定性所受影响较大,但仍能满足安全标准。通过局部稳定性分析,恩子坪1^#滑坡中后部由于地形变坡点较多,失稳部位分布在Ⅰ区前缘的陡坡地段,失稳方式为解体破坏,Ⅲ区平台和Ⅱ区的局部缓台成为停积场所,不会进入金沙江产生滑坡堵江。涌浪计算结果表明,传到大坝附近的涌浪高度仅0.5m,对工程影响甚微。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章引言  11-20
  1.1 工程概况  11
  1.2 选题依据及研究意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-18
    1.3.1 滑坡失稳模式的研究现状  13
    1.3.2 滑坡变形的研究现状  13-15
    1.3.3 滑坡稳定性分析的研究现状  15-18
  1.4 研究思路及技术路线  18-20
    1.4.1 主要研究内容  18
    1.4.2 主要研究思路及技术路线  18-20
第2章滑坡区工程地质条件  20-29
  2.1 气象水文  20
    2.1.1 气象特征  20
    2.1.2 水文特征  20
  2.2 地形地貌  20-21
  2.3 地层岩性  21-23
  2.4 地质构造  23-27
    2.4.1 褶皱  23-24
    2.4.2 断层  24
    2.4.3 节理  24-27
    2.4.4 卸荷裂隙  27
  2.5 地震活动  27-29
第3章滑坡区基本特征  29-60
  3.1 形态特征  29-31
  3.2 边界特征  31-37
    3.2.1 后缘边界  31-32
    3.2.2 左侧边界  32-33
    3.2.3 右侧边界  33-34
    3.2.4 底滑面  34-35
    3.2.5 前缘边界及剪出口位置  35-37
  3.3 物质组成及结构特征  37-49
    3.3.1 物质组成及结构特征  37-46
    3.3.2 分区及规模  46-49
  3.4 岩土体物理力学性质  49-55
    3.4.1 岩石物理力学试验  49-50
    3.4.2 土体物理力学试验  50-55
  3.5 水文地质特征  55-60
第4章滑坡形成条件及成因机制分析  60-72
  4.1 滑坡形成条件  60-63
    4.1.1 地形地貌条件  60
    4.1.2 地层岩性及岩土体性质  60-61
    4.1.3 地质构造  61-62
    4.1.4 水文地质条件  62
    4.1.5 地震等其它外动力条件  62-63
  4.2 滑坡形成过程  63-68
    4.2.1 原始基岩岸坡变形破坏模式  63-65
    4.2.2 滑动破坏过程  65-68
  4.3 滑坡成因机制数值模拟分析  68-72
    4.3.1 计算模型的建立  68-69
    4.3.2 计算结果分析  69-72
第5章滑坡稳定性分析与评价  72-96
  5.1 定性分析  72-73
  5.2 极限平衡分析  73-85
    5.2.1 计算模型及工况组合  73-76
    5.2.2 计算参数的选取  76-77
    5.2.3 整体稳定性计算分析  77-78
    5.2.4 分区稳定性计算分析  78-79
    5.2.5 因素敏感性分析  79-82
    5.2.6 局部稳定性计算  82-85
  5.3 稳定性三维数值模拟  85-94
    5.3.1 概述  85
    5.3.2 模型建立准则及其离散化  85-87
    5.3.3 应力场特征分析  87-90
    5.3.4 变形场特征分析  90-93
    5.3.5 稳定性分析  93-94
  5.4 稳定性综合评价  94-96
    5.4.1 整体稳定性评价  94-95
    5.4.2 局部稳定性评价  95-96
第6章滑坡危害性及工程影响研究  96-103
  6.1 滑坡破坏形式及破坏规模  96
  6.2 滑速计算  96-97
  6.3 涌浪计算  97-100
    6.3.1 水科院经验公式法  97-98
    6.3.2 潘家铮法  98-99
    6.3.3 计算结果分析  99-100
  6.4 滑坡堵江分析  100-102
    6.4.1 计算方法  100-101
    6.4.2 计算成果  101-102
  6.5 工程影响评价  102-103
结论  103-104
致谢  104-105
参考文献  105-108
攻读学位期间取得学术成果  108

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