某水电工程坝肩边坡碎裂岩体强度参数反演研究.pdf

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1、第43卷第10期人民长江Vol_43．No．102012年5月YangtzeRiverMay，2012文章编号：1001—4179(2012)10—0088—04某水电工程坝肩边坡碎裂岩体强度参数反演研究宛良朋，李建林，赵宗勇，许阳2，原先凡(1．三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北宜昌443002；2．三峡大学化学与生命学院，湖北宜昌443002)摘要：针对藏区某水电工程边坡存在大范围多区域碎裂岩体的特点，为求得岩体强度参数，对其逐一进行反分析。在分析其中某一区域的碎裂岩体时，先假设其他碎裂岩体强度较高，进行滑带搜索计算，直到滑带发

2、生转移且安全系数满足实际要求，最后得出满足一定条件下的凝聚力与内摩擦角的线性关系。利用此线性关系，并结合工程实际，最终确定了较为合理的参数组合以供工程设计使用。关键词：碎裂岩体；强度参数反演；线性关系；水电工程中图法分类号：TV554．13文献标志码：A近年来，诸多学者对岩体参数的反演做了大量的m以上。现场调查发现，各碎裂岩体基本沿山脊及其研究工作。付成华等人为了提高参数反演的效率，采下游侧坡面分布，在上游侧及冲沟沟底出露较薄或基用均匀设计理论设计不同的反演参数组合，用有限元本无分布，碎裂岩体范围内零星分布的块状岩体强度计算组建的样本集训练神经

3、网络，根据洞室开挖过程较高，多凸出地表，对碎裂岩体起到支撑的作用，从而中实测位移反演地下洞室岩体力学参数¨。帅春等维持碎裂岩体的整体稳定。碎裂岩体自然坡角为30。人以某水电站枢纽区边坡为研究对象，结合该区域地～55。。大多碎裂岩体是由完整岩块分化而来，表层岩形地质条件，运用刚体极限平衡法和有限元法分析评石破碎裂开，碎裂体直径大小不一，一般0．1～2．0m，价天然边坡的稳定性，并对岩体力学参数进行反演分最大达3m以上。岩体呈碎裂状、镶嵌状、局部散体状析，论证岩体强度参数的可靠性。然而，对于离散结构，根据相关资料及工程类比，确定其部分物理力学性多区

4、域碎裂岩体参数的反演研究较为少见，本文结参数建议值见表1。合实际工程，探讨多区域碎裂岩体满足某一特定条件表1全风化碎裂岩体部分物理力学参数建议值的参数反演过程，并对各碎裂岩体所在区域的稳定性进行排序，为工程中碎裂岩体加固优先次序提供参考。1工程简介坝址区岩石(体)物理力学参数和结构面抗剪断某坝址工程区受特殊气候环境和地形的影响，岸强度参照实际工程提供的建议值。图1为坝肩边坡工坡基岩在冻融、卸荷、风化等综合作用下，在表层多形程地质剖面概化图，其碎裂岩体主要分布在左岸中部成厚度和规模不等的风化卸荷碎裂岩体或危岩体，特和右岸上部及中部，编号记为SL2

5、1，SL18和SL24。别在凸出的山脊、陡坎等部位(面向阳光一带)更明2参数反演方法显，其分布范围较广，且两岸均有分布，还有随高程增加而变得更显著的趋势。如图1所示，碎裂岩体分布于左岸和右岸，于右岸根据现场调查确定，两岸共发育碎裂岩体l0个。又分布于上端和中端，逐一对各碎裂岩体进行参数反其中，左岸发育6个，右岸发育4个，总面积达39万演的话，需要预先对其他碎裂岩体进行赋值，其思路如收稿日期：2012—03—10作者简介：宛良朋，男，硕士研究生，主要从事水工结构工程与岩土工程的研究。E—mail：zhao2005lO1533zzy@163．cor

6、n第10期宛良朋，等：某水电工程坝肩边坡碎裂岩体强度参数反演研究89图2所示。3参数反演计算结果分析3．1SL21碎裂岩体在假定SL18和SL24高强度参数的基础上，按设计的内摩擦角和凝聚力组合方式进行试算的结果见表2。表2SL21碎裂岩体不同组合下的极限平衡计算结果c值002MPa004MPa0．06MPa0．08MPa0．1MPa012MPa0l4MPa0．65209l2图1某坝肩边坡工程地质剖面概化07240．9830．7891055霉0．8741．1260．955ll26}10091126注：表示滑带转移至上部。从表2可知，当固定内摩擦

7、角，改动凝聚力进行搜值一索滑带时，滑带从SL21碎裂岩体转移到其他地方，但此时凝聚力能被锁定在一个范围里。下面以内摩擦角图2强度参数反演技术路线注：反演碎裂岩体1，2，3是指需要反演的碎裂岩体编号，本文碎为l6。的计算过程给出相应的凝聚力值。裂岩体1，2和3分别代表SL21，SL18和SL24。多个碎裂岩体从图3(a)可知，因为其安全系数小于1，其凝聚需要假设其他岩体已确定的情况下进行反演，通过反复操作力远远不能满足要求，当凝聚力增加至0．06MPa时，即可达到对所有岩体进行反演的目的。●●i滑带发生了转移，且对应的安全系数为1．126，说明内

8、具体做法是先建立极限平衡模型，i对岩体}1进行6，O6222j666摩擦角为16。时，其相应的凝聚力值应为0．04～0．06反演，将岩体2和3人为设置