巖質高邊坡巖體結構面快速調(diào)查及穩(wěn)定性評價——以瀑布溝水電站加里俄呷料場高邊坡為例.pdf

1、隨著我國鐵路、交通、水利水電等大型基礎建設逐漸向山區(qū)發(fā)展，山區(qū)復雜地質環(huán)境條件下邊坡穩(wěn)定性問題日益突出。確保這些高邊坡的穩(wěn)定性，對于這些基礎設施建設工程的順利開展和建成后充分發(fā)揮工程效應，具有至關重要的意義。 本文結合大渡河瀑布溝水電工程加里俄呷料場高邊坡的特點，在大量野外現(xiàn)場地質調(diào)查工作基礎上，應用巖體結構面非接觸測量技術重點研究了加里俄呷料場高邊坡結構面發(fā)育特征，分布規(guī)律，對邊坡巖體結構進行了工程地質分區(qū)，并針對邊坡開挖過程

2、中出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象進行分析，建立了邊坡相應的變形破壞模式。通過對監(jiān)測資料全面分析，總結了邊坡在開挖過程中的變形響應。利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件模擬了邊坡開挖過程中的應力和位移特征，并運用強度和變形理論對邊坡的穩(wěn)定性進行分析與評價。論文主要內(nèi)容如下： （1）在巖體結構面分級的基礎上應用非接觸測量技術初步建立了邊坡巖體結構面快速調(diào)查的方法、工作流程?，F(xiàn)場調(diào)查時，首先運用激光測距儀-GPS系統(tǒng)，測出邊坡開挖的輪廓線（開挖邊界、平臺等

3、），然后逐條地測量Ⅰ、Ⅱ級結構面在開挖面上的露頭線。獲取主要結構面與邊坡坡面、結構面與結構面之間的空間位置關系，再對結構面的充填情況、粗糙程度等信息進行補充描述，生成邊坡工程地質素描圖。 （2）應用非接觸測量技術對加里俄呷料場邊坡巖體結構面進行了快速調(diào)查。在進行了大量的野外調(diào)查描述和室內(nèi)統(tǒng)計的基礎上，對加里俄呷料場開挖邊坡巖體結構進行統(tǒng)計分析。研究結果表明：邊坡中不存在控制整體穩(wěn)定性的結構面，主要發(fā)育軟弱結構面（Ⅰ、Ⅱ級）和裂隙

4、類結構面（Ⅲ級）。Ⅰ級結構面中,輝綠巖脈構成巖體結構主要格局，Ⅱ級主要為擠壓帶、擠壓面。 （3）根據(jù)料場邊坡巖體結構特征、邊坡風化、卸荷程度及巖土體工程特性等特征，加里俄呷料場邊坡分為Ⅻ個區(qū)，其中，邊坡上游側巖體結構總體呈碎裂結構～次塊狀結構，主要包括I、II、XI 區(qū)；邊坡中部巖體結構總體呈次塊狀～塊狀結構，主要包括III、IV、V、VIII、IX、X 區(qū)；邊坡下游側巖體結構總體呈塊狀～次塊狀結構，局部為碎裂～散體結構，主要有

5、VI、VII、XII 區(qū)。 （4）加里俄呷料場邊坡開挖過程中出現(xiàn)的變形破壞現(xiàn)象，包括上游側邊坡出現(xiàn)的滑塌變形破壞、中部及下游側邊坡結構面與開挖面組合形成的大量潛在不穩(wěn)定塊體，主要表現(xiàn)為淺表卸荷松弛變形，邊坡未表現(xiàn)出整體變形破壞趨勢；變形監(jiān)測資料時間-位移和孔深的關系分析揭示：受邊坡開挖卸荷影響，在坡體淺表部形成了一定的卸荷松弛帶，隨著邊坡開挖的完成，邊坡變形總體趨于穩(wěn)定。 （5）在概念模型的建立和演化發(fā)展過程基礎上，采用

6、FLAC3D數(shù)值模擬方法對料場邊坡進行計算，分析其整體穩(wěn)定性。計算結果表明，工程邊坡開挖后，邊坡巖體向坡外卸荷回彈產(chǎn)生變形，邊坡巖體內(nèi)應力狀態(tài)的變化對于邊坡穩(wěn)定性影響不大，只是在邊坡表面的一定范圍內(nèi)出現(xiàn)了拉應力，但量值較小，邊坡巖體內(nèi)沒有出現(xiàn)拉張破壞區(qū)，邊坡表面的位移值一般在15～35mm，只是在軟弱結構面、馬道下緣位移較大，局部位置最大量值為69mm。模擬的結果表明邊坡開挖后，邊坡整體不會發(fā)生較大的變形而失穩(wěn)，只是存在受軟弱結構面控制

7、的局部穩(wěn)定性問題。 （6）依據(jù)邊坡各分區(qū)巖體結構特征及其主要的失穩(wěn)破壞模式，結合現(xiàn)場的施工地質條件對邊坡各區(qū)提出了相應的支護方案，主要有：①清危+錨桿+掛網(wǎng)+排水；②清危+錨索+格構+排水；③清危+素噴+排水。 （7）在對邊坡巖體結構特征研究的基礎上，結合邊坡開挖過程中出現(xiàn)的變形破壞現(xiàn)象、變形監(jiān)測以及穩(wěn)定性計算對邊坡的穩(wěn)定性進行分析，結果表明開挖后料場邊坡總體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但存在局部塊體穩(wěn)定性問題。建議加強邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)