基于离散元的某水电站库岸反倾边坡变形演化研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2016年第1期西南公路张潇敏，周新：基于离散元的某水电站库岸反倾边坡变形演化研究高程（m）目前平硐内岩体倾倒变形揭露出其破裂特征主02550(m)160063°要表现为以下几种基本形式：变质石英砂岩、石英质砂岩崩坡积物基于离散元的某水电站库岸反倾边坡变形演化研究（1）层内剪切错动1550千枚状绢云母板岩F断层及编号146岩体在重力作用下向坡外临空面倾倒变形过程板岩夹片岩岩性界线1500板岩夹砂岩分区界线中，由构造作用产生的层间错动带，普遍发生层内张潇敏　周　新1450片岩剪切错动，层间岩体基本上不产生明显的宏观张性F149（成都理工大学地质灾害防治与地质环

2、境保护国家重点实验室　四川成都　610059）F148F147破裂变形，错动带内物质有所泥化。1400F180F146（2）层内拉张破裂JmF1281350层内岩体沿已有结构面产生拉张破裂变形通常F101微新岩体dl【摘　要】为研究反倾岸坡在蓄水作用下的变形，本文以某水电站库岸边坡为例，在工程地质勘查的基Q4F161发生于层间错动带及软弱岩层带之间，此类变形主1300F105距离础上，运用二维离散元数值模拟对该倾倒变形岸坡在天然和蓄水工况下的演化情况进行了研究。结果表明：F145（m）要发生在相对较深部位的岩体中。在天然工况下，岸坡整体处于稳定状态，但在蓄水的影响下，可能出现由前缘坡脚处水平断

3、层带引起的倾倒050100150200250300350400（3）折断-坠覆破裂-滑移-拉裂破坏，最终形成贯通性滑动面。此类反倾边坡受其中发育的切层节理的影响较为明显，易沿该类图1　边坡工程地质剖面图节理倾倒张拉并贯通形成倾倒折断面，并沿底部水平断层带滑移，使得后缘形成拉张裂缝。若后缘发育层间该类变形通常发生在坡体浅表层倾倒变形极其错动带或顺层断层，则会加大裂缝范围，形成大规模的倾倒滑移破坏。流走向近平行，底部基岩产状为N20°W∠90°，岸强烈部位。该区域岩体产生强烈的倾倒-拉张变形，【关键词】反倾边坡；离散元；数值模拟；变形演化坡发育3组结构面：层面C、节理面J1、节理面J2。并形成上宽

4、下窄的张性裂缝，并常常伴随着岩体的【中图分类号】TU452【文献标识码】A岩层倾角由坡表至坡体内部倾角逐渐变小，层面拉张折断，形成岩体架空。C优势产状为N10°W/SW∠44°，无张开或微张开，层厚0.1~0.4m；J1为切层节理，张开宽度约2　边坡倾倒变形演化数值模拟单斜坡地形，两侧发育有两条切割相对较浅的近东1~3mm，充填岩屑夹泥，优势产状为N21°W/NE∠2.1　模型的建立0　引　言西向冲沟，高程1360m以上地形较陡，坡度46°。J优势产状为N77°E/NW∠82°，其与坡面方向2结合地质勘查成果，以右岸某典型剖面建立二边坡的倾倒变形是层状直立或陡反倾岩质边坡的50°~60°，局部

5、形成陡崖；高程1360m以下地形较近平行，与层面直交，故在图3中未表示出。坡脚高维地质模型，为数值模拟计算提供依据。模型以地一种主要变形破坏模式。此类边坡变形破坏缓慢，不缓，坡度一般约15°~35°，下部有一定厚度的堆积物程1350m~1400m发育两条压性水平断层：F180、质模型图为蓝本，从底部高程1250m为底边界，上易察觉，往往在其内部产生倾倒—折断变形，黄润秋发育。岸坡上部在重力及重力弯矩作用下已产生F128，其中F128位于正常蓄水位以下；此外，还发直坡顶，并根据实际情况概化，模型的建立做如下等认为，该过程往往是大型滑坡的先兆。关于反倾边30°~70°的倾倒变形。育大量顺层断层：F

6、101、F145、F146、F161、考虑：坡，现有研究主要采用3类方法：极限平衡法、物1.2　地层岩性F147、F148、F149等；F146断层宽度5~6m，其物（1）岩体结构分带线采用结构面导入方式模理模拟实验和数值模拟方法，集中于倾倒变形影响岸坡出露基岩为侏罗系花开左组上段第三亚岩质组成为碎裂岩、岩屑、泥，其余断层带宽度约拟，并适当延伸与模型右侧边界相交，形成闭合的2-3因素、倾倒变形机理的分析，而关于其倾倒变形演组（Jh），岩性主要有变质石英砂岩、石英砂质20.5~1m。岸坡结构面赤平投影图如图2所示。岩体结构分区，利用对岩体结构带进行分区赋值。化的研究较少。板岩、千枚状绢云母板岩、

7、板岩夹片岩、板岩夹砂N（2）模型主要考虑岩层面、与岩层面垂直的本文以某水电站右岸坝前边坡为例，在现场地质岩及片岩。大多呈次块状-碎裂结构；板岩及片岩互OrientationsIdDip/Direction　结构面类型节理面J1，倾角为31°~40°。另外，模型中Ⅱ级结构调查及室内岩体试验的基础上，运用离散单元法的数层分布，在部分层间及局部裂隙中侵入石英脉，厚144/260　　　　C2　　　46/0