某库区料场高边坡全过程稳定性评价.pdf

《某库区料场高边坡全过程稳定性评价.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第43卷第3期人民长江V01．43．No．32012年2月YahgtzeRiverFeb．，2012文章编号：1001—4179(2012)03—0080—04某库区料场高边坡全过程稳定性评价朱义欢，邰国建，李昂，苏静波2(1．河海大学力学与材料学院工程力学系，江苏南京210098；2，河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏南京210098)摘要：针对某一库区层状料场的岩质高边坡，考虑高边坡的复杂地质条件以及料场的实际开挖过程。基于MI．DAS／GTS建立了有限元数值计算模型。在进行三维非线性数值模拟时，计入开挖卸荷、不同蓄水位和降雨以及地震荷载等因素对高边坡的变形、应

2、力和稳定性的影响。计算结果表明，各工况下塑性区均属浅表塑性区，边坡整体稳定性良好，且开挖对边坡的稳定性有较明显的改善。研究结果为全面评价该边坡料场的安全稳定性提供了理论依据。关键词：边坡稳定；开挖卸荷；蓄水位；地震荷栽；MIDAS／GTS；强度折减法中图法分类号：P642．2文献标志码：A某水电站系澜沧江古水至苗尾河段规划的第四级MIDAS／GTS(GeotechnicalandTunnelanalysis电站，是一座以发电为主的水电工程。工程建设中主System)软件由韩国迈达斯公司开发，其全称为岩土与体工程混凝土骨料料源位于坝上游右岸的某石料场，隧道分析系统。MI

3、DAS已经通过了QA／QC质量管理料场长约320m，最大坡高约266m，轮廓复杂。边坡体系认证，能确保计算结果的精度和质量。MIDAS解自然坡度一般为35。～43。，局部大于50。，其中高程决问题的范围覆盖了从相对简单的线性分析到非常复1770m以下见高20—35m的陡崖。场区内岩性以块杂的非线性问题分析。其分析功能包括应力分析、施状辉长岩为主，料场顶部及中上部地表以崩坡积物为工阶段分析、渗流分析、固结分析以及其他功能，并由主，其中顶部厚30m，中上部厚10—30m，主要为块于其出色的非线性收敛能力，在岩土工程界得到了广石、碎石及粉质黏土；中下部地表以弱风化的灰绿色辉

4、泛应用¨。长岩为主。顶部岩体卸荷较深，岩体破碎。在利用MIDAS／GTS进行边坡稳定分析时，安全由于该料场开采后形成的边坡高度大、地质情况系数的确定采用强度折减法(SRM)。复杂、距离大坝近，又位于库内，工程运行期坡脚将淹1计算模型及计算工况没在水库正常蓄水位以下，其稳定与否严重影响到大坝及泄水建筑物的运行安全，一旦失事后果极其严重。1．1计算模型研究该料场边坡在基本荷载组合和特殊荷载组合下计算模型的建立根据综合地质图及设计图纸，计(包括水库蓄水和地震动力作用)的稳定状态并提出算范围以料场开挖部分为重点研究对象，左右两侧各相关建议，为料场开挖施工及蓄水运行期的工程安全

5、向外延伸100m，上部包括开挖体上部的崩坡积物，顶提供科学的理论支撑十分必要。部地表高程约为2220m，下部一直延伸到河中，表面本文基于有限元MIDAS／GTS程序建立了料场开高程约l620m，底部高程1500m，整个范围约长800挖高边坡的三维数值模型，研究了料场开挖过程中和m，宽600m。长边为Y轴，向上为正，短边为轴，向右蓄水运行期的高边坡应力、变形和稳定性问题，结论符为正，深度方向为z轴，向上为正，坐标原点位于左下合监测实际。角位置。收稿日期：2011—09—20基金项目：国家自然科学基金项目(50978083)作者简介：朱义欢，男，博士研究生，主要从事岩土工

6、程稳定性评价方面的研究工作。E—mail：zhuyh一117@hhu·edu．c“第3期朱义欢，等：某库区料场高边坡全过程稳定性评价81模型剖分采用四面体实体单元，模型底部为固定以调整分配给剩余单元的应力，从而可以比较真实地端约束，四周边界取法向约束。地表及开挖后形成的模拟应力释放的过程。MIDAS／GTS的施工阶段分析边界为自由边界。本构模型选取摩尔一库伦模型。采用的是累加模型，即每个施工阶段都继承了上一个1．2地质条件施工阶段的分析结果，并累加了本施工阶段的分析结果。为了真实地模拟边坡的力学行为，模型最大限度计算中考虑了初始地应力、水荷载、开挖荷载、地地考虑了以下

7、边坡地质的主要因素。震荷载以及暴雨工况。其中，水荷载按文献[9]中的(1)地形。模拟了边坡的自然坡形和开挖后的开方法进行等效处理，即：水位面以下采用浮容重；浸润挖面以及各级马道、平台。面以下水位面以上采用饱和容重；地下水位面以上采(2)地层及岩性。模拟了主要的4个地层，即表用天然容重。计算工况及荷载组合见表1。岩体物理层崩坡积物、上部强卸荷岩体、中上部弱风化岩体及新力学参数取值见表2。鲜基岩。每层以地质剖面图作为分层界限，地表面及表1计算工况与荷载组合各层地质剖面采用曲面处理方法形成。(3)断层。边坡发现3条断层，断层以陡倾角为主，规模较小，且分布在