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紫坪铺水电站溢洪道边坡运行期长期稳定性评价

作　者: 涂国祥
导　师: 黄润秋
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 长期稳定性 流变 地下水渗流场 变形破坏机制 数值模拟
分类号: TV651
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


紫坪铺水电站位于岷江上游河段。电站泄洪主要依赖于紧邻右坝端、沿右岸条形山脊布置的开敞式溢洪道及两条泄洪排沙洞。为修建溢洪道,必需对其内侧山体进行大范围、大方量的开挖,形成长近500米、高达200余米、坡角约30°～60°的高边坡。区内出露三叠系上统须家河组(T3xj)的一套湖沼相含煤砂页岩地层。受即金沙坝向斜的影响,岩体结构较为破碎,层间错动明显,断裂构造发育。在这样一种复杂的地质环境和工程条件下,溢洪道内侧边坡的长期稳定性问题是一个关系到能否保证溢洪道安全运营的关键问题,因此研究溢洪道内侧边坡运营期间的长期稳定性具有极为重要的意义。 本文在大量现场调查和室内软岩流变试验分析的基础上,从溢洪道内侧边坡所处的地质环境和工程条件入手,在详细分析边坡的岩性组合、岩体结构、工程开挖期间的变形破坏迹象及其机制后,得出了影响边坡长期稳定性的两个关键性因素,即地下水和软弱岩体的流动变形。而后较为深入的研究了地下水影响边坡岩体变形破坏的作用机理,并运用有限元数值模拟方法重点研究了水库蓄水后和库水位升降过程中边坡地下水位变化特征以及渗流场特征,运用FLAC3D软件重点研究了水库蓄水后边坡变形发展趋势,最终结合上述研究成果给出了运营期间边坡长期稳定性的建议评价方法,并运用这一方法对溢洪道内侧边坡运营期间长期稳定性作出了较为科学、合理的评价,取得了以下主要研究成果。 （1） 分析了工程开挖条件下边坡岩体变形破坏模式及其形成机制。 （2） 初步研究了软弱岩体流变特性及其对边坡长期稳定性的影响。 （3） 深入分析了在库水水位变动条件下,边坡地下水渗流场的动态变化规律,及其对边坡长期稳定性的影响机理和影响程度。 （4） 进一步分析了运营期间边坡变形特征及其发展趋势。 （5） 分析研究了溢洪道内侧边坡潜在最危险破坏面和破坏模式,并评价了其长期稳定性。

全文目录


1.前言  7-13
  1.1 选题依据及研究意义  7-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 主要研究内容及技术路线  11-13
2.研究区工程地质条件  13-19
  2.1 区域地质背景及地震  13-14
  2.2 地层岩性  14-16
  2.3 地质构造  16-18
  2.4 风化卸荷  18
  2.5 微地貌特征  18
  2.6 水文地质条件  18-19
3.溢洪道内侧边坡岩体结构特征及岩体质量评价  19-30
  3.1 边坡岩性组成特征  19
  3.2 边坡岩体结构面特性  19-23
  3.3 边坡岩体结构分类  23-25
  3.4 边坡岩体质量评价  25-30
4.溢洪道内侧边坡岩体变形破坏模式研究  30-34
  4.1 顺层边坡变形破坏模式  30-31
  4.2 横向边坡变形破坏模式  31-33
  4.3 向斜核部岩体变形破坏模式  33
  4.4 第四纪覆盖层变形破坏模式  33-34
5.边坡软弱岩体流变特性及长期强度试验研究  34-44
  5.1 流变试验方法简介  34-36
  5.2 层间剪切破碎带长期力学强度及流变特性实验结果分析  36-39
  5.3 F3断层长期力学强度及流变特性实验结果分析  39-43
  5.4 小结  43-44
6.水库蓄水后溢洪道内侧边坡地下水渗流场数值模拟  44-52
  6.1 渗流场分析方法概述  44-45
  6.2 边坡地下水三维渗流模型的构建  45-46
  6.3 水库蓄水前地下水分布特征分析  46-48
  6.4 水库蓄水后地下水分布特征分析  48-50
  6.5 库水位骤降后边坡地下水分布特征分析  50-51
  6.6 小结  51-52
7.溢洪道内侧边坡变形破坏趋势及稳定性数值模拟分析  52-70
  7.1 FLAC基本原理及特点  52-55
  7.2 模型的构建  55-56
  7.3 工程开挖期间边坡应力场特征及变形趋势  56-62
  7.4 运营期间边坡应力场特征及其变形发展趋势  62-69
  7.5 小结  69-70
8.基于刚体极限平衡理论的运营期间边坡稳定性评价  70-81
  8.1 工程中常用刚体极限平衡计算方法简介  71-73
  8.2 计算模型及计算方案  73-76
  8.3 计算结果分析  76-79
  8.4 小结  79-81
9.结语  81-83
  9.1 主要研究成果和基本认识  81-82
  9.2 存在的主要问题及工作展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-85

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 泄水建筑物 > 河岸泄水建筑物
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