【摘要】：近些年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)的不斷提高,國(guó)家大力加大了對(duì)西南片區(qū)的水電開(kāi)發(fā)力度。高邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題是西南地區(qū)水電開(kāi)發(fā)中主要面臨的工程地質(zhì)問(wèn)題之一。研究電站開(kāi)發(fā)中高邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題對(duì)整個(gè)工程的可行性、經(jīng)濟(jì)性及其安全性起著重要的控制性作用,同時(shí)也是水電站后期正常開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)的重要因素。如美水電站位于西藏昌都地區(qū)芒康縣,工程規(guī)模一等大一型,擋水建筑物采用心墻堆石壩,最大壩高315m。壩址區(qū)岸坡高陡,地應(yīng)力高、結(jié)構(gòu)面發(fā)育,煌斑巖脈陡傾坡內(nèi),巖體破碎,巖體風(fēng)化卸荷強(qiáng)烈。開(kāi)挖邊坡高度約613m,坡度約50°,開(kāi)挖坡面位于弱上卸荷帶內(nèi),穩(wěn)定性問(wèn)題突出。本人依托導(dǎo)師科研項(xiàng)目“瀾滄江如美水電站復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境巖體工程特性與應(yīng)用研究”的子課題四“壩基巖體工程特性及應(yīng)用研究”,參加了壩址區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作,對(duì)右岸壩肩邊坡的穩(wěn)定新進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。得出的主要認(rèn)識(shí)如下:(1)壩址區(qū)巖性較單一,主要為三疊系中統(tǒng)竹卡組(T_2z)英安巖。邊坡坡表一定范圍內(nèi)巖體風(fēng)化卸荷現(xiàn)象嚴(yán)重,壩肩邊坡分布多個(gè)規(guī)模巨大的碎裂松動(dòng)巖體,巖體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。右岸壩肩邊坡發(fā)育煌斑巖脈、多條卸荷裂隙、長(zhǎng)大裂隙和中緩傾角裂隙,它們影響著右岸壩肩邊坡的穩(wěn)定性。(2)右岸壩肩斜坡結(jié)構(gòu)特征為(類)均質(zhì)體坡,確定右岸壩肩邊坡的變形失穩(wěn)模式主要包括三類,即滑動(dòng)變形、傾倒變形和局部崩塌,滑動(dòng)破壞又可分為圓弧形滑動(dòng)、滑移-拉裂、楔形體破壞以及平面滑動(dòng)四種類型。根據(jù)坡體結(jié)構(gòu)特征,概括出右岸邊坡開(kāi)挖后存在的主要問(wèn)題為緩傾角卸荷裂隙與陡傾角小斷層或長(zhǎng)大裂隙組成的滑動(dòng)體穩(wěn)定性問(wèn)題。(3)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要進(jìn)行了花崗巖和英安巖的單軸壓縮、常規(guī)三軸以及三軸卸荷實(shí)驗(yàn),得出了不同實(shí)驗(yàn)方案下巖石的變形參數(shù)和強(qiáng)度參數(shù)。為模擬壩基巖體開(kāi)挖回填過(guò)程中巖石的響應(yīng)情況,通過(guò)卸荷實(shí)驗(yàn),分析對(duì)比了巖石彈性階段、卸荷階段以及再加載階段變形參數(shù)的變化規(guī)律;結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)得出了不同風(fēng)化卸荷條件下巖體的力學(xué)參數(shù)和變形參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;根據(jù)巖體質(zhì)量綜合分級(jí)結(jié)果,結(jié)合原位試驗(yàn)成果和規(guī)范中壩基巖體力學(xué)參數(shù)取值。(4)采用FLAC3D軟件對(duì)壩址區(qū)斜坡演化過(guò)程進(jìn)行了模擬,主要認(rèn)識(shí)如下:1)通過(guò)反復(fù)的試算,當(dāng)在模型邊界上分別施加10MPa正應(yīng)力和12MPa的切向力時(shí)模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)鉆孔應(yīng)力擬合度最高;2)現(xiàn)河谷底部存在高應(yīng)力包,量級(jí)為40MPa,分布高程為2610~2500m;3)右岸發(fā)育的煌斑巖脈對(duì)右岸岸坡中高程的卸荷起到了控制性作用;4)復(fù)核了現(xiàn)今河谷右岸的碎裂松動(dòng)巖體的范圍及壩址區(qū)主要平硐的卸荷帶的劃分,結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是復(fù)合的。(5)基于有限元強(qiáng)度折減法,對(duì)右岸壩肩邊坡在天然和暴雨工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算。主要認(rèn)識(shí)如下:(1)計(jì)算結(jié)果表明右岸自然邊坡整體可能失穩(wěn)模式為沿碎裂松動(dòng)底界發(fā)生滑移-拉裂破壞,天然工況下的穩(wěn)定性系數(shù)F_s為1.47;暴雨工況下的穩(wěn)定性系數(shù)為1.36,滿足穩(wěn)定性要求;(2)建立邊坡開(kāi)挖三維模型,分析了邊坡開(kāi)挖后的變形響應(yīng)及穩(wěn)定性分析,結(jié)果表明:右岸開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性系數(shù)在自然和暴雨工況下的分別為1.37和1.26,滿足穩(wěn)定性要求,即右岸壩肩邊坡在自然和暴雨工況下不存在整體失穩(wěn)的可能。(6)基于剛體極限平衡方法,計(jì)算了右岸壩肩邊坡可能的失穩(wěn)組合滑體在天然工況、暴雨工況、地震工況這三種工況下的穩(wěn)定性,得出三種失穩(wěn)組合模式在天然工況和地震工況下均滿足邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù),不存安全儲(chǔ)備問(wèn)題。在暴雨工況下,前兩種潛在失穩(wěn)組合模式,其穩(wěn)定性系數(shù)均滿足安全要求,不存在失穩(wěn)問(wèn)題。而第(3)種組合模式在暴雨工況下的穩(wěn)定性系數(shù)為1.187,略低于設(shè)計(jì)安全系數(shù)1.30,存在安全儲(chǔ)備不足的問(wèn)題。因此,在暴雨工況下應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注第(3)種組合模式的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV223
【圖文】：

在越南胡志明市流入南中國(guó)海，全長(zhǎng) 4909km，其中中國(guó)境內(nèi)長(zhǎng) 2179km瀾滄江在西藏境內(nèi)長(zhǎng)約 450km，總體流向約 S10°E，河流深切，為典型的 V 形峽谷，天然落差 877m，平均比降 2.77‰，多年平均流量 481m3/s～676m3/s（據(jù)貴陽(yáng)院可行性研究報(bào)告）。如美水電站位于西藏自治區(qū)芒康縣境內(nèi)的瀾滄江上游河段，壩址區(qū)距縣城約為 48km，臨近 318 國(guó)道，對(duì)外交通較為方便。目前如美水電站建設(shè)處于預(yù)可行性研究階段，擬定有三個(gè)（上、中、下）壩址（見(jiàn)圖 1-1）、四種壩型（心墻堆石壩、混凝土拱壩、面板堆石壩、混凝土重力壩），最大開(kāi)挖邊坡高達(dá) 700m 左右經(jīng)前期研究決定，擬選中壩址方案，壩型擬選心墻堆石壩。如美水電站工程規(guī)模為一等大一型，擋水建筑物擬采用心墻堆石壩，最大壩高達(dá) 315m。壩址處控制流域面積約 7.94 萬(wàn) km2，多年平均流量為 648m3/s。正常蓄水位為 2895m，正常蓄水位以下庫(kù)容為 37.43 億 m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為 15.31 億 m3，屬年調(diào)節(jié)。裝機(jī)容量為 2100MW，保證出力 652.8MW，年利用小時(shí)數(shù) 4965 小時(shí)，多年平均發(fā)電量104.27 億 kW.h。

技術(shù)路線圖

成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 研究區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境條件理位置位于西藏自治區(qū)東南部的橫斷山脈，昌都地區(qū)的最東部省區(qū)交匯處。東與四川省巴塘縣，南與云南省德欽縣與貢覺(jué)、察雅縣相接。芒康縣距四川省成都市 965 公 公里，川藏公路（G318）、滇藏公路（G214）從其腹地通南大門(mén)。電站壩址區(qū)位于芒康縣如美鎮(zhèn)，位于芒康縣西部，有川交通較為便利，但壩址區(qū)人跡罕至，交通極為不便。

本文編號(hào)：2788626