重建丰满水电站坝基变质砾岩钻孔变形模量试验研究

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1、水利科研东北水利水电2010年第11期[文章编号】1002一o624(2OlO)11—0050一O4重建丰满水电站坝基变质砾岩钻孔变形模量试验研究祁海燕，蔡云波z，刘忠富z，何国伟z(1．辽宁宏禹水利工程建设监理有限公司，辽宁沈阳110006；2．中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130061)[摘要】丰满水电站重建工程左岸坝基变质砾岩钻孔变形试验，主要内容包括钻孔弹模的测试原理、试验方法和试验资料的整理原则等。试验成果表明，各测点的变形规律比较好。较真实地反映了所研究部位岩体的变形特性。[关键词】岩石力学；

2、钻孔变形试验；坝基变质砾岩；变形模量；丰满水电站[中图分类号]TV32[文献标识码]A岩体变形模量和弹性模量是岩体的基本力学可达70MPa，既适用于硬岩也适用于软岩，一种参数。目前现场测定方法有3种：平板千斤顶法、规格的弹模可适用于二种孔径的钻孑L、还可测定柔性和刚性承压板；试洞法：水压加载或压力枕岩体的各向异性。钻孔弹模计法是检测岩体质加载；钻孔法：钻孔膨胀计(全断面柔性加压)和钻量的一种较好的方法19．-t21，可以在深部岩体或钻孔孔弹模计(刚性或柔性加压)。试洞法加压区大，代有水的情况下进行试验，对试验段岩体基

3、本上不表性较好，但费用特高；平板法费用较高，测点很产生扰动，具有设备简单、拆装方便、可重复多次少，且受表面松动影响，测值偏低；钻孔法较灵活，使用等优点。费用最低，可利用地质勘探孔进行测试，覆盖面较1工程概况大，测试深度较深，数据较多，通过统计分析可以丰满大坝全面治理工程(重建方案)水库总库获得最接近现场特性的数据。容114．46x108m3，重建工程装机容量720MW，利钻孔法fs分钻孔膨胀计和钻孔弹模计2种，用原丰满三期扩机2台单机容量140Mw的机前者用橡胶囊加压，压力较低，最高20MPa，适用组，总装机容量10

4、00MW。于软岩；后者用活塞对部份孔壁加压，压力较高，单，经济实用，充分发挥了其消能效果，该成果已被工程所[4]华东水利学院．模型试验量测技术[M]．北京：水利电采纳。力出版社，1984，11．[5]刘沛清，冬俊瑞．消力池及辅助消能工设计的探讨[I]．【参考文献】水利学报．1996(6)：48-56．[1]吴持恭．水力学[M]．北京：高等教育出版社，1982，11．[6]冬俊瑞，等．中小型水工建筑物底流水跃消能技术新进[2]左东启，等．模型试验的理论与方法[M]．北京：水利电力展[1]．海河水利，1996(6)．出版

5、社，1984，8．[3]南京水利科学研究院，水利电力科学研究院．水工模型试验[M]．北京：水利电力出版社，1985，12．【收稿日期】2010-07-13·50·2010年第11期东北水利水电水利科研根据DL5180—2003(水电枢纽工程等级划分及2现场钻孔变形模量试验研究设计安全标准>及GB50201—94(防洪标准>的规2．1试验原理定，该工程为一等工程，工程规模为大(1)型。主要本次试验采用中科院武汉岩土所研制的GY一建筑物大坝、泄洪洞、坝后式厂房和开关站为1级90钻孔弹模计(属于钻孔千斤顶法)，它主要由二建

6、筑物，厂房尾水渠挡墙等次要建筑物为3级。路加压系统、位移量测系统及压力测量系统组成。基岩为变质砾岩，岩性均一，岩质坚硬。强风化GY型孔内弹模测定器是在美国古德曼千斤顶带厚度不大，弱风化带多属较完整一完整岩体。岩体(Goodman1ack)的基础上研制开发的。Goodman多为Ⅲ一Ⅱ类’，断层部位为Ⅳ类(局部为V类)。lack是国际上具有代表性的钻孔弹模计，已作为具体地质概况如下：国际岩石力学委员会(ISRM)的建议方法，用于钻1)F67断层破碎带孔中测定现场岩体变形模量。利用钻孔弹模仪内测试段岩性为变质砾岩，灰色～灰

7、黑色，口余部的4个活塞推动两块刚性承压板对钻孔壁岩体砾状结构，块状构造，岩芯均较破碎。砾石粒径一施加一对称的条带载荷，通过分析钻孔岩体在荷般为3～5cm，磨圆中等，分选性差，成分主要为载作用下的变形确定其弹性模量值。实际测试过中、基性火成岩，呈硅质胶结，胶结良好。岩体完整程中，通过在承压板上安装的LVDT线性差动变性差～破碎。风化程度一般为中等风化，个别测试压器式位移传感器测量钻孔孔壁岩体在加载时的段呈微风化状态，全孔平均岩芯采取率60％～85％。径向变形，用压力表及安装在活塞上的测力计直其中，在FZK120钻孔中，

8、f1断层部位处于17．10～接测定出力。通过测试不同压力下的变形，根据式22．00m，主要由碎裂岩、碎块岩组成，倾角75~～(1)计算出测试部位岩体的变形模量或弹性模量E85。o(GPa)：2)坝基岩体E=A·H·D·T(V，卢)·(1)FZK114孔测试部位为24．8～27．0m。变质砾U工，岩，灰一灰黑色，变余砾状结构，块状构造。砾石粒式中