高边坡稳定性与支护技术

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1、高边坡稳定性和支护技术研究_____雅砻江锦屏一级水电站枢纽区岩石高边坡西南交大土木工程学院周德培杨涛2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛1汇报提纲1.坡体结构的研究2.考虑河谷下切及卸荷塑性变形的地应力回归及应用3.基于坡体结构的临界滑面确定4.基于损伤统计理论的节理岩质边坡滑面确定5.考虑边坡开挖中构造地应力释放的改进SARMA法6.预应力锚索地梁的极限状态设计法7.监测信息的反馈分析方法2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛21坡体结构的研究¾（1）建立坡体结构的概念¾（2）坡体结构的分类研究¾（3）建立基于坡体结

2、构的岩质边坡稳定性分析方法2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛3（1）坡体结构的概念•定义：坡体内部各种结构要素的组合•坡体结构的研究范围是坡面以下一定范围内的岩体，对于工程边坡则是工程活动影响范围内的岩体。•研究的对象是坡体内部各种结构要素的组合关系•坡体内部的结构要素包括：工程地质岩组、地质构造形迹、岩体浅表生改造形迹、自然营力作用结果、地下水发育状况、临空面特性等。•对于深部岩体，没有经受长期的岩体浅表生改造，一方面其内部结构面并不发育，另一方面不在边坡稳定性分析的范围之内，其对边坡稳定性没有控制意义，因此深部岩体不在边坡

3、坡体结构的研究范围之内。2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛4坡体结构的建立方法工程地质调查与地勘资料分析边坡所在岩体的岩体结构特征分析坡体浅表生改造及自然营力形迹、发育规律及其结构组合型式地应力、地下水等的作用及影响规律建立坡体结构2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛5坡体结构的表示•建立以“统一可视化数据库”为主体的坡体结2500m高程道班沟2(7)中厚～厚层状大理T2-3z岩，条纹状大理岩，局部夹薄层状大理岩构模型，模型中既包括F28断层普斯罗猴子岩山梁直观的岩性组合、结构F7断层沟1＃尾水洞出口枢纽区右岸F13

4、断层2＃尾水洞出口F7断层面产状、强弱卸荷带的枢纽区左岸1975m高程平台1885m高程平台平硐PD21强卸荷带导流洞出口F14断层划分、地下水位等“看F18断层坝顶高程1885m平硐PD23平硐PD11理大状层厚夹1777m高程平台～部得见”的结构要素，同厚局)中，(7岩2理大3z状-T2纹条岩，理F14断层岩大状层薄，F13断层岩平硐PD05理时也包括对各种结构要大色黑蓄水到1880m高程灰体、岩镜状理透砾大岩角状理层纹大厚条晶)中体粗(6镜、2状及透岩岩层z厚片-3片～绿T2绿夹夹厚)中，部(5岩局2理大3z状-2砾T素的规律性的抽

5、象描述，角层厚色)杂(42带荷z、-3状卸T2砾强角，岩岩理理大大晶状粗层为)厚部(3局2，岩3z理-例如卸荷规律、地应力T2大，状岩带片条理大，岩片绿岩质理)钙大(2晶2粗状3z砾-T2角为部分布特征、地质构造及底岩理大状砾角夹岩片)绿(22z-3自然营力作用过程等T22013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛6基于坡体结构的计算模型建立©考虑尺度效应，不同规模边坡变形覆盖层的研究对象，考虑不同规模的控制性结构要素刷方边坡线坍塌•山坡、坡体、边坡减重平台坡面变形•对应：山体结构、坡体结泥岩构、边坡结构自然坡面线©确定研究范围和边界条

6、件©不同规模的坡体结构尺度对应不同的破坏模式和破坏规模砂岩夹泥质砂岩©不同的模的破坏模式采式采用不同的计算分析方法F坡体变形山体变形地应力作用范围2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛7（2）坡体结构分类分类原则：•确定坡体研究的尺度范围－山体主要研究山体内的深大结构面和软弱带，坡体研究坡体范围内的控制性结构面，边坡则研究局部的结构面组合及其性质。•考虑影响边坡稳定性的主控结构面•考虑岩体中构造节理的发育特征及组合，及其节理面与边坡面的相交关系。•考虑组成岩体的岩性特征及各种岩性组合•边坡地下水和地表水径流情况2013-10-18

7、西南交大土木学院周德培杨涛8坡体结构基本类型•本项研究收集了近年已建或在建的大量工程实例，重点研究了锦屏一级水电站库坝区的边坡特性，在总结分析这些工程实例破坏模式类型及机理的基础上，提出了高边坡坡体结构基本类型的划分方案。划分为6种类型，即：①滑面控制式坡体结构②断层控制式坡体结构③软硬交替式坡体结构④层状坡体结构⑤节理控制式坡体结构⑥类均质式坡体结构•如下表所示。2013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛92013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛102013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛112013-10-18西南交大

8、土木学院周德培杨涛122013-10-18西南交大土木学院周德培杨涛13坡体结构分析示例－锦屏一级水电站引渠边坡•山体尺度上：完整型类均质坡体结构－不具备整体失稳条件•坡体尺度上：顺倾层状坡体