電站壩肩卸荷巖體穩定性探討

《資源環境與工程雜志》2014年第S1期

1邊坡穩定性研究分析及計算成果

根據工程的重要性，選取兩種邊坡穩定性綜合分析方法是:剛體極限平?法和有限元法。

1．1剛體極限平?法分析

巖質邊坡穩定性分析采用剛體極限平衡法，根據邊坡巖體裂隙產狀、強卸荷帶深度及邊坡破壞模式，確定滑移面地質剖面(圖2)。由滑移面或潛在滑移面的幾何形狀，選擇雙平面滑動計算公式，雙平面塊體受力如圖3。由圖2可以看出，需對整個可能失穩的邊坡進行穩定分析計算，即計算①、②及③三部分的整體穩定性。施工期間，第①部分被挖除，需考慮②與③兩部分的整體穩定性以及②與③各自的穩定性。邊坡穩定性計算工況如表1。由表2可以看出，目前現狀條件下，三種工況下邊坡整體處于穩定狀態;施工期間，塊體①被挖除，邊坡由剩余塊體②與③組成，各工況下整體也處于穩定狀態。塊體③在短暫狀況下穩定程度稍低;塊體②在各工況下處于穩定狀態。

1．2有限元數值分析

本文根據邊坡巖體節理裂隙發育特點，使用節理材料來模擬滑動破壞面，再通過有限元折減強度法計算。有限元模型及網格劃分截面如圖4。圖4中箭頭所指區域為使用節理材料的區域。左右邊界約束X方向位移?*底邊界約束X和Y方向位移。模型采用4節點平面應變線性完全積分單元，自由網格劃分，共有2169個單元。節理面的粘聚力C和內摩擦角φ與剛體極限平?分析取值相同，天然狀態下滑面抗剪斷強度的取值，節理巖塊的抗剪強度參數取值等于灰巖的取值，計算中節理材料為無拉力材料，即節理張開時沒有拉伸強度。采用強度折減法，選取4種抗剪強度折減系數對邊坡原抗剪強度的相關系數折減，使用折減后的???數進行有限元計算。

1．2．1抗剪強度折減系數Fr=0時得到自重應力平衡初始各方向的相應應力云圖如圖5－圖7。由圖可以看出初始自重應力平衡后(Fr=1.0時)，最大剪應力發生在邊坡表面即塊體③的下半部分，而且由于節理材料區的存在，使得坡頂和塊體③的上部與整個巖體連接削弱，從而最小水平向應力發生在該處。

1．2．2抗剪強度折減系數Fr=1．2時得到應力分布云圖如圖8－圖10。圖8中當Fr=1.2時，塑性區幾乎貫穿了整個塊體①以及大部分塊體③，說明在自重作用下塊體③的穩定系數為1．2。節理裂隙區的頂部也已進入塑性屈服。但圖10可見，此時頂部節理并未開裂，因為頂部的水平向應力為負值，即依然為壓應力。

篇2:最新淺析水利工程中的巖體檢測術精品

淺析水利工程中的巖體檢測術

1水電水利建設中面臨的主要地質問題

1.1區域構造穩定性、高地震烈度以及活斷層等問題就我國西南地區的地質條件來看，其地質中活斷層相對較多、活動的強度也比較高，其活動的規模也相對較大。西南地區大部分地區發生地震的基本烈度都在VII度以上。在地質中存在的這些問題，其外動力因素相對活躍的現象不僅對場地的區域構造的穩定性有影響，還在一定程度上影響著建筑本身的使用和質量以及水電工程樞紐的布置。

1.2工程高邊坡相關的穩定問題就我國西南地區的地質來看，其河谷深切，臨河的自然岸坡的高度能達到上千米。在這樣的高度下，其相對復雜的巖質高邊坡的穩定性極難控制。在施工的過程中，其在具體工程環境下的穩定性，就目前的巖石力學、計算分析理論方法和實踐以及工程地址的現狀來看，都是一項極大的挑戰。

2巖體檢測技術在水電水利工程中的應用

2.1工程檢測以及水電工程物探在我國水電水利工程中，對相關工程地質進行勘查時，工程的檢測以及工程的物探方法是其在檢測中的重要手段，也是工程質量中無損檢測的重要技術。由于其進行運用的過程中，擁有相對簡便、有效、快速、經濟以及適用等多種特點，在我國水電工程的運行期以及在建方面都得到了比較廣泛的應用。在對水電工程進行施工的過程中，其相關的水文地質、天然地質環境以及工程地質條件都會隨著施工的進程發生較為顯著的變化，在這個過程中，監測資料以及檢測資料都可以對其各種人為因素以及自然因素的綜合影響進行體現。

2.2大壩基礎巖體質量檢測在大壩的建基面開始施工之后，壩基的巖體質量在一定程度上對大壩的安全以及穩定有著直接的影響。在對壩基施工開挖的期間，要注意對施工后各個部位中所產生的巖體波速的衰減情況、松弛的巖體隨著時間的變化過程以及卸荷松弛的深度進行重點關注。其中，對建基面巖體的質量以及卸荷松弛深度進行正確的評價，從而為建基面在施工過程中對巖體的卸荷松弛現象的加固設計提供可靠的依據。在水電工程的施工過程中，對施工前期建立的巖體變形模量以及聲波速度之間的關聯性，對現在的聲波速度進行檢測，通過快速的換算便可以得到巖體變形的具體模量值，為水電工程的施工提高更加高效、迅速的服務。

2.3高邊坡巖體物探檢測在水電工程建設施工的過程中，邊坡的穩定性問題是普遍存在的。尤其是在對大型的水電工程進行施工修建的時候，其大壩的壩址往往喜歡選在高山河谷地區，從而導致其在施工的過程中出現大量的邊坡問題。其中，水電工程的邊坡問題主要有兩類，天然邊坡以及人工邊坡。人工邊坡是相關人員在對工程施工的過程中通過開挖而形成的，天然邊坡則是在工程還沒有開始施工之前，沒有受到過人工作用的，但是在施工過程中受到工程的

篇3:最新電站壩肩卸荷巖體穩定性探討精品

電站壩肩卸荷巖體穩定性探討

《資源環境與工程雜志》2014年第S1期

1邊坡穩定性研究分析及計算成果

根據工程的重要性，選取兩種邊坡穩定性綜合分析方法是:剛體極限平?法和有限元法。

1．1剛體極限平?法分析

巖質邊坡穩定性分析采用剛體極限平衡法，根據邊坡巖體裂隙產狀、強卸荷帶深度及邊坡破壞模式，確定滑移面地質剖面(圖2)。由滑移面或潛在滑移面的幾何形狀，選擇雙平面滑動計算公式，雙平面塊體受力如圖3。由圖2可以看出，需對整個可能失穩的邊坡進行穩定分析計算，即計算①、②及③三部分的整體穩定性。施工期間，第①部分被挖除，需考慮②與③兩部分的整體穩定性以及②與③各自的穩定性。邊坡穩定性計算工況如表1。由表2可以看出，目前現狀條件下，三種工況下邊坡整體處于穩定狀態;施工期間，塊體①被挖除，邊坡由剩余塊體②與③組成，各工況下整體也處于穩定狀態。塊體③在短暫狀況下穩定程度稍低;塊體②在各工況下處于穩定狀態。

1．2有限元數值分析

本文根據邊坡巖體節理裂隙發育特點，使用節理材料來模擬滑動破壞面，再通過有限元折減強度法計算。有限元模型及網格劃分截面如圖4。圖4中箭頭所指區域為使用節理材料的區域。左右邊界約束X方向位移?*底邊界約束X和Y方向位移。模型采用4節點平面應變線性完全積分單元，自由網格劃分，共有2169個單元。節理面的粘聚力C和內摩擦角φ與剛體極限平?分析取值相同，天然狀態下滑面抗剪斷強度的取值，節理巖塊的抗剪強度參數取值等于灰巖的取值，計算中節理材料為無拉力材料，即節理張開時沒有拉伸強度。采用強度折減法，選取4種抗剪強度折減系數對邊坡原抗剪強度的相關系數折減，使用折減后的???數進行有限元計算。

1．2．1抗剪強度折減系數Fr=0時得到自重應力平衡初始各方向的相應應力云圖如圖5－圖7。由圖可以看出初始自重應力平衡后(Fr=1.0時)，最大剪應力發生在邊坡表面即塊體③的下半部分，而且由于節理材料區的存在，使得坡頂和塊體③的上部與整個巖體連接削弱，從而最小水平向應力發生在該處。

1．2．2抗剪強度折減系數Fr=1．2時得到應力分布云圖如圖8－圖10。圖8中當Fr=1.2時，塑性區幾乎貫穿了整個塊體①以及大部分塊體③，說明在自重作用下塊體③的穩定系數為1．2。節理裂隙區的頂部也已進入塑性屈服。但圖10可見，此時頂部節理并未開裂，因為頂部的水平向應力為負值，即依然為壓應力。