石泉水电站陡高边坡崩塌机理分析及加固设计

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1、第23卷第7期岩石力学与工程学报23(7)：1186～11922004年4月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringApril，2004石泉水电站陡高边坡崩塌机理分析及加固设计1，2221石广斌杨经会安盛勋李宁12(西安理工大学岩土工程系西安710048)(西北勘测设计研究院西安710065)摘要石泉水电站二期工程发电厂房为岸边式，机坑开挖深度约42m。在机坑开挖过程中，边坡表层发生了2次崩塌性破坏，在厂房和边坡之间形成一个“月牙”形空缺。根据崩塌后揭露的地质构造特性，分析了高边坡的崩塌机理。在此基础上，拟定加固方案，并用极限平衡

2、法优化出合理的锚索锚固力，用二维接触非线性有限元分析边坡岩体与混凝土框架之间的相互作用；根据数值仿真计算结果，作出了在“月牙”形空缺处修建混凝土框架结构的边坡综合治理加固方案，其目的是利用混凝土框架结构的适度变形所产生的弹性抗力来增加边坡坡脚的稳定性；实践已证明，此方案的实施，不仅提高了边坡岩体的安全度，而且获得了良好的经济效益。关键词岩土工程，陡高边坡，崩塌，机理分析，接触分析，加固设计，弹性抗力分类号TU457文献标识码A文章编号1000-6915(2004)07-1186-07COLLAPSEMECHANISMANALYSISOFSTEEP-HIGHROCKSLOPEO

3、FSHIQUANHYDROPOWERSTATIONANDREINFORCEMENTDESIGN1，2221ShiGuangbin，YangJinghui，AnShengxun，LiNing1(DepartmentofGeotechnicalEngineering，Xi′anUniversityofTechnology，Xi′an710048China)2(NorthwestInvestigationDesignandResearchInstitute，Xi′an710065China)AbstructThepowerhouseoftheShiquanhydropowersta

4、tionislocatedneartheriverbank.Theturbinepitexcavationdepthisabout42m.Duringexcavation，collapseofsurfacelayersoftherockslopehappenedtwice，andacrescentopenspacewasformedbetweenthepowerhouseandtherockslope.Accordingtogeologicalstructurecharacteristicsofthecollapseexposure，thecollapsemechanismo

5、fthehighslopewasanalyzed.Onthisbasis，areinforcementschemewasdesigned.Requiredforceforthepre-stressedcableboltwasoptimizedbythelimitequilibriumcomputation.Interactionsbetweentheslopeandconcreteframewereanalyzedbya2Dcontact-nonlinearFEM.Basedonthenumericalsimulationresults，acomprehensivetreat

6、mentandreinforcementschemeofbuildingconcreteframeinthecrescentopenspacewasworkedout.Theideaistoutilizetheelasticresistancegeneratedfromthemoderatedistortionoftheconcreteframetoincreasethestabilityoftheslopefoot.Thepracticalcasesshowthatthisschemenotonlyincreasesthesafetydegreeoftheslope，but

7、alsoprovidesfavorableeconomicalbenefit.Keywordsgeotechnicalengineering，steep-highrockslope，collapse，mechanismanalysis，contactanalysis，reinforcementdesign，elasticresistance石泉水电站二期工程发电厂房后山坡位于坝1工程概况后左岸，离大坝约200m，坡高100余米，为一个三面临空凸起的山梁，南临汉江，东西两侧有冲沟1.1地形地貌切割。山坡自