绩溪抽水蓄能电站上库左岸卸荷裂隙对边坡岩体位移的影响分析.pdf

《绩溪抽水蓄能电站上库左岸卸荷裂隙对边坡岩体位移的影响分析.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、科技·探索·争鸣Sc科ience&技Tech视nology界Vision绩溪抽水蓄能电站上库左岸卸荷裂隙对边坡岩体位移的影响分析王靖江金亮2张京斌2(1．河海大学地球科学与工程学院，江苏南京210098；2．河海大学大禹学院。江苏南京210098)【摘要】本文以安徽省绩溪抽水蓄能电站左岸高边坡为研究对象，采用有限元软件ANSYS进行数值模拟，对比考虑岩体卸荷后边坡稳定性的差别。根据裂隙发育的实际特征建立地质模型，并做合理的简化建立起概化模型，最终赋予岩体、软弱夹层相应的材料类型和物理力学参数．建立起有限元模型进行数值分析。【关键词】绩溪抽蓄岸坡；卸荷裂隙；

2、边坡稳定；数值模拟0引言本文拟采用ANSYS软件对边坡稳定性进行数值模拟分析，为了易于得到较好的网格剖分效果，特针对上述地质模型进行概化处理。安徽绩溪抽水蓄能电站(以下简称绩溪抽蓄)位于安徽省绩溪县伏表1绩溪抽蓄上库岩石(体1及结构面物理力学指标建议值表岭镇境内．绩溪抽蓄上水库位于登源河北支流赤石坑沟源头段，库岸岩体容重弹性模量泊松比抗剪断强度地形陡峻．卸荷作用强烈，左库岸为层状顺向结构边坡，卸荷带内顺层卸荷裂隙及层间挤压破碎带发育频度高、张开宽度大，多充填次生黄(结构面)岩体(结构面)特征E中泥、岩屑及铁锰质等，性状差，抗剪强度低，以纯泥型为主，岩屑夹泥

3、型类别kN／m’xlMPa(。)MPa次之。Ⅲ微风化粉砂岩．厚层状卸荷裂隙是自然地质作用和人工开挖使岸坡岩体应力释放和调l^结构263242O．24451．1整而形成的一种与岸坡倾向相同的裂隙．在水利水电工程高边坡中经Ⅲ未卸荷、弱风化粉砂岩常遇到．对高边坡的稳定性有着重要的影响[1】。2^厚中厚层结构26．12．3O0．2742O．7对卸荷条件下的岩体力学特征的研究常规方法有力学加卸载法．Ⅳ弱卸荷、弱风化粉砂l即针对实际工程问题概化出典型的裂隙岩体模型．通过不同的加卸载lA岩25．72．230-3139O．6路径下的相似材料物理模型试验，研究卸荷裂隙，现阶

4、段在卸荷岩体．中厚层状结构的强度、变形破坏、尺寸效应方面以及卸荷条件下岩体的破坏形态及平均值26．O2．320．27420．8裂隙的扩展演化方面的研究均已比较深入和成熟目Ⅱ^新鲜岩体27．22．52O．22／／然而．自然边坡在漫长的地质构造及自然风化作用下表面产生风软弱结构此生充填岩屑及泥．以———化卸荷．岩体基本上处于平衡状态。在进行人工切削边坡和深切边坡面泥夹碎屑和碎屑夹泥11．53．2xlOO．4II-3O．Ol后，自然平衡遭到严重破坏．岩体至少在一个方向大面积卸荷，造成应型为主力的二次调整。局部可能存在拉应力，应力应变极为复杂和不利，此时常规的力学

5、加载方法已经不再能满足研究需要：数值模拟方法则是通最后是关于卸荷裂隙的概化，根据地质模型中裂隙平行、近等距过计算机软件模拟天然卸荷过程．如河谷下切开挖洞室等应力释放．分布的特征．并且考虑模型的合理有效简化以及高效的数值运算，特重现卸荷过程中岩土体内应力调整和位移规律取5条平均分布在坡面上的卸荷裂隙做考虑，裂隙延伸至坡面一下1问题简化与模型建立50m深度(弱卸荷的下限埋深)处，裂隙面张开50era，次生充填岩屑及泥。根据绩溪抽蓄可行性研究勘察工作成果．对比左岸边坡各个剖最终建立起边坡概化模型，如图2。面。特选取如下剖面．将问题简化为平面应变问题．对边坡进行二

6、维有限元分析。其中风化风带界限和卸荷裂隙分带，即弱风化下限、微风化下限、强卸荷下限和弱卸荷下限四条界限．由钻孔资料揭示的埋深确定上述边坡卸荷裂隙实际分布揭露该边坡各组裂隙呈大致平行、等间距状．据此从四组主要裂隙中取～组优势裂隙．产状为平行于岩层面，倾角7O。，强卸荷带裂隙平行间距10m，弱卸荷带平行间距30m。根据以上实测资料以及卸荷裂隙分布特征．建立绩溪抽蓄左岸卸荷边坡的地质模型如图1．岩层层面产状同卸荷裂隙产状．在图中未标明图2绩溪抽蓄上库左岸边坡概化模型图例本计算是针对二维平面应变问题进行处理，具体计算模型参数见[三三]表2。表2计算模型力学参数取值

7、[二二]m容重r弹性模量Ec中f。1E二三]带m(kN／m3)(MPa)目徽-F弹塑性区26．02-3x104MPaO．27O_842弹塑性材料匪强茁昔裂隙软弱夹层11．53．2MPaO．4O．01J11·3弱挪荷带弹性材料弹性区272．5×104MPaO．22／，图1绩溪抽蓄上库左岸边坡地质模型作者简介：王靖(1993．O2一)，男，江苏宿迁人，地质工程专业，主要从事地下水渗流及土壤改良方面研究。’’2J科技视界science&Techn。ogyVisi。nlScience＆1’ethnologyVision科技视界盈圜雹2计算模型及边界条件考虑卸荷裂隙

8、的影响后，x轴方向位移最大值为18．501nllI1，分布在卸荷裂