2011cb013500-g大型水利水電工程高陡邊坡全生命周期性能演化與安全控制

1、項目名稱：大型水利水電工程高陡邊坡全生命周期大型水利水電工程高陡邊坡全生命周期性能演化與安全控制性能演化與安全控制首席科學(xué)家：周創(chuàng)兵周創(chuàng)兵武漢大學(xué)武漢大學(xué)起止年限：2011.112016.82011.112016.8依托部門：教育部教育部湖北省科技廳湖北省科技廳理、庫水位驟變條件下邊坡巖體滲流特性及其對邊坡穩(wěn)定性的影響等。因此，需要研究邊坡巖體的地質(zhì)特征對其滲透特性及滲流運動的控制作用，揭示邊坡巖體滲流運動規(guī)律，建立排水孔（幕）結(jié)構(gòu)的精

2、細化分析方法以及邊坡滲流控制的優(yōu)化設(shè)計方法。本科學(xué)問題旨在揭示復(fù)雜地質(zhì)條件下高陡邊坡巖體開挖、錨固、滲控的工程作用機制及其力學(xué)效應(yīng)，為工程邊坡巖體變形與穩(wěn)定性演化機制研究提供地質(zhì)基礎(chǔ)、力學(xué)模型與參數(shù)。科學(xué)科學(xué)問題問題二：二：復(fù)雜環(huán)雜環(huán)境下高陡境下高陡邊坡變形與形與穩(wěn)定性演化機制定性演化機制在全生命周期中高陡邊坡巖體物理力學(xué)性質(zhì)、錨固體系以及滲流控制系統(tǒng)的性能演化具有內(nèi)在的動力學(xué)機制與模式。高陡邊坡性能演化的動力主要來自復(fù)雜環(huán)境因子，例如

3、庫水周期性漲落形成的循環(huán)加卸載條件、泄洪霧化形成的干濕循環(huán)條件、庫水驟變和地震動力形成的瞬態(tài)荷載條件。復(fù)雜環(huán)境下高陡邊坡性能演化始于施工期的強烈工程作用，在長期運行過程中表現(xiàn)為邊坡巖體與錨固材料性能劣化、結(jié)構(gòu)老化等時效力學(xué)特征。對于超大規(guī)模高陡邊坡，不同部位由于所處的環(huán)境不同往往具有不同的演化特征。邊坡巖體物理力學(xué)性能演化總是從巖石材料的細觀尺度開始，逐步過渡到裂隙尺度和巖體結(jié)構(gòu)尺度。在細觀尺度上，巖石在復(fù)雜荷載作用下微裂紋萌生、擴展、

4、位錯，再過渡到裂隙尺度；當(dāng)新生裂隙與原生節(jié)理或裂隙匯聚、貫通后就發(fā)展到巖體結(jié)構(gòu)尺度。這一演化過程與邊坡巖體地質(zhì)特征密切相關(guān)，同時受控于邊坡巖體應(yīng)力場、滲流場以及環(huán)境因子的多場耦合作用。因此，需要研究復(fù)雜荷載條件下巖體時效特性的宏細觀機制、庫水變幅帶裂隙巖體水力風(fēng)化耦合機理以及非均勻巖體時效力學(xué)特性的多尺度模型等。高陡邊坡錨固體系與滲流控制系統(tǒng)的長期性能演化，一方面有系統(tǒng)自身的演化規(guī)律，另一方面受邊坡巖體物理力學(xué)性能演化的影響。例如，錨索