大型水電站壩區(qū)深部巖體力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)重心逐漸向西部轉(zhuǎn)移，由于西部特別是西南的水電資源十分豐富，使得水電資源開(kāi)發(fā)的潛力很大，但是由于西部特殊的地理環(huán)境，大型水電站的硐室群大部分處于深山峽谷區(qū)，使得其常處于較高的初始應(yīng)力中，并且受到地形及構(gòu)造活動(dòng)帶的影響，使得其地質(zhì)條件十分復(fù)雜。在復(fù)雜地質(zhì)作用下，使得巖體物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，尤其處在山體深部的巖體具有與其相地質(zhì)環(huán)境條件相適應(yīng)的力學(xué)性質(zhì)。
　　 本文以錦屏一級(jí)水電站大理巖、溪洛渡水電站玄武巖、大

2、崗山花崗巖室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為依托，系統(tǒng)分析了與深部巖體有關(guān)的室內(nèi)巖塊及現(xiàn)場(chǎng)巖體的變形及強(qiáng)度特征。
　　 1.巖石室內(nèi)試驗(yàn)表明巖石的力學(xué)指標(biāo)與物理指標(biāo)存在著一定的關(guān)系，巖塊的力學(xué)性質(zhì)主要受到巖石本身的性質(zhì)(強(qiáng)度、風(fēng)化程度、緊密程度)的影響，且圍壓對(duì)巖塊的變形及強(qiáng)度特性有一定的強(qiáng)化作用；
　　 2.分析巖體現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，巖體的變形及強(qiáng)度參數(shù)受到巖體的結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度以及地應(yīng)力條件的影響，一般的巖體風(fēng)化程度越低、巖體完整性越好、所處的

3、地應(yīng)力越高，其變形及強(qiáng)度參數(shù)越高；
　　 3.通過(guò)對(duì)巖體變形及強(qiáng)度特性影響因素的探討，認(rèn)為巖體所賦存的應(yīng)力狀態(tài)及巖體的緊密程度對(duì)巖體的變形特性影響相對(duì)顯著，而巖體的結(jié)構(gòu)對(duì)巖體的強(qiáng)度特性影響相對(duì)顯著：
　　 4.選取新鮮大理巖及玄武巖為研究對(duì)象，研究不同地應(yīng)力相同結(jié)構(gòu)條件下巖體的力學(xué)特性差異，普通大理巖現(xiàn)場(chǎng)變形模量高出了107％～60％，而斑狀玄武巖的則低了15％；在相同試驗(yàn)條件下，新鮮普通大理巖變形模量要高于斑狀玄武巖，

4、這與室內(nèi)試驗(yàn)相差較大，室內(nèi)大理巖巖塊變形模量與斑狀玄武巖變形模量之比為0.5，而現(xiàn)場(chǎng)為1.11～1.23；說(shuō)明巖體的變形特性主要取決于巖體所賦存的地應(yīng)力條件：
　　 5.與變形試驗(yàn)相比，大理巖的抗剪(斷)摩擦系數(shù)均要低于玄武巖，其室內(nèi)峰值強(qiáng)度摩擦系數(shù)約是玄武巖的0.68，而現(xiàn)場(chǎng)抗剪斷強(qiáng)度約是玄武巖的0.8；大理巖巖體的抗剪斷摩擦系數(shù)要高于室內(nèi)巖塊三軸試驗(yàn)得到的摩擦系數(shù)，其高出約7.5％，增長(zhǎng)幅度明顯小于變形參數(shù)；說(shuō)明巖體的強(qiáng)度特

5、性受巖體所賦存的地應(yīng)力條件影響較??；
　　 6.選取弱風(fēng)化花崗巖及玄武巖為研究對(duì)象，分析相同應(yīng)力不同結(jié)構(gòu)條件下巖體力學(xué)特性的差異。分析其變形試驗(yàn)結(jié)果，相同試驗(yàn)條件下的玄武巖變形模量要高于花崗巖，其縱波波速也高于花崗巖縱波波速，說(shuō)明其變形特性主要取決于巖體自身的緊密程度；
　　 7.由于玄武巖受到層間及層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶性質(zhì)的影響，使得玄武巖的抗剪(斷)摩擦系數(shù)低于花崗巖；而其抗剪(斷)粘聚力要高于花崗巖，其主要原因是巖體的粘聚力