巖質(zhì)高邊坡巖體結(jié)構(gòu)面快速調(diào)查及穩(wěn)定性評價——以瀑布溝水電站加里俄呷料場高邊坡為例.pdf

1、隨著我國鐵路、交通、水利水電等大型基礎(chǔ)建設(shè)逐漸向山區(qū)發(fā)展，山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下邊坡穩(wěn)定性問題日益突出。確保這些高邊坡的穩(wěn)定性，對于這些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的順利開展和建成后充分發(fā)揮工程效應(yīng)，具有至關(guān)重要的意義。 本文結(jié)合大渡河瀑布溝水電工程加里俄呷料場高邊坡的特點，在大量野外現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查工作基礎(chǔ)上，應(yīng)用巖體結(jié)構(gòu)面非接觸測量技術(shù)重點研究了加里俄呷料場高邊坡結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征，分布規(guī)律，對邊坡巖體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū)，并針對邊坡開挖過程

2、中出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象進(jìn)行分析，建立了邊坡相應(yīng)的變形破壞模式。通過對監(jiān)測資料全面分析，總結(jié)了邊坡在開挖過程中的變形響應(yīng)。利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件模擬了邊坡開挖過程中的應(yīng)力和位移特征，并運用強度和變形理論對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析與評價。論文主要內(nèi)容如下： （1）在巖體結(jié)構(gòu)面分級的基礎(chǔ)上應(yīng)用非接觸測量技術(shù)初步建立了邊坡巖體結(jié)構(gòu)面快速調(diào)查的方法、工作流程?，F(xiàn)場調(diào)查時，首先運用激光測距儀-GPS系統(tǒng)，測出邊坡開挖的輪廓線（開挖邊界、平臺等

3、），然后逐條地測量Ⅰ、Ⅱ級結(jié)構(gòu)面在開挖面上的露頭線。獲取主要結(jié)構(gòu)面與邊坡坡面、結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)面之間的空間位置關(guān)系，再對結(jié)構(gòu)面的充填情況、粗糙程度等信息進(jìn)行補充描述，生成邊坡工程地質(zhì)素描圖。 （2）應(yīng)用非接觸測量技術(shù)對加里俄呷料場邊坡巖體結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了快速調(diào)查。在進(jìn)行了大量的野外調(diào)查描述和室內(nèi)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，對加里俄呷料場開挖邊坡巖體結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計分析。研究結(jié)果表明：邊坡中不存在控制整體穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面，主要發(fā)育軟弱結(jié)構(gòu)面（Ⅰ、Ⅱ級）和裂隙

4、類結(jié)構(gòu)面（Ⅲ級）。Ⅰ級結(jié)構(gòu)面中,輝綠巖脈構(gòu)成巖體結(jié)構(gòu)主要格局，Ⅱ級主要為擠壓帶、擠壓面。 （3）根據(jù)料場邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征、邊坡風(fēng)化、卸荷程度及巖土體工程特性等特征，加里俄呷料場邊坡分為Ⅻ個區(qū)，其中，邊坡上游側(cè)巖體結(jié)構(gòu)總體呈碎裂結(jié)構(gòu)～次塊狀結(jié)構(gòu)，主要包括I、II、XI 區(qū)；邊坡中部巖體結(jié)構(gòu)總體呈次塊狀～塊狀結(jié)構(gòu)，主要包括III、IV、V、VIII、IX、X 區(qū)；邊坡下游側(cè)巖體結(jié)構(gòu)總體呈塊狀～次塊狀結(jié)構(gòu)，局部為碎裂～散體結(jié)構(gòu)，主要有

5、VI、VII、XII 區(qū)。 （4）加里俄呷料場邊坡開挖過程中出現(xiàn)的變形破壞現(xiàn)象，包括上游側(cè)邊坡出現(xiàn)的滑塌變形破壞、中部及下游側(cè)邊坡結(jié)構(gòu)面與開挖面組合形成的大量潛在不穩(wěn)定塊體，主要表現(xiàn)為淺表卸荷松弛變形，邊坡未表現(xiàn)出整體變形破壞趨勢；變形監(jiān)測資料時間-位移和孔深的關(guān)系分析揭示：受邊坡開挖卸荷影響，在坡體淺表部形成了一定的卸荷松弛帶，隨著邊坡開挖的完成，邊坡變形總體趨于穩(wěn)定。 （5）在概念模型的建立和演化發(fā)展過程基礎(chǔ)上，采用

6、FLAC3D數(shù)值模擬方法對料場邊坡進(jìn)行計算，分析其整體穩(wěn)定性。計算結(jié)果表明，工程邊坡開挖后，邊坡巖體向坡外卸荷回彈產(chǎn)生變形，邊坡巖體內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的變化對于邊坡穩(wěn)定性影響不大，只是在邊坡表面的一定范圍內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，但量值較小，邊坡巖體內(nèi)沒有出現(xiàn)拉張破壞區(qū)，邊坡表面的位移值一般在15～35mm，只是在軟弱結(jié)構(gòu)面、馬道下緣位移較大，局部位置最大量值為69mm。模擬的結(jié)果表明邊坡開挖后，邊坡整體不會發(fā)生較大的變形而失穩(wěn)，只是存在受軟弱結(jié)構(gòu)面控制

7、的局部穩(wěn)定性問題。 （6）依據(jù)邊坡各分區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征及其主要的失穩(wěn)破壞模式，結(jié)合現(xiàn)場的施工地質(zhì)條件對邊坡各區(qū)提出了相應(yīng)的支護方案，主要有：①清危+錨桿+掛網(wǎng)+排水；②清危+錨索+格構(gòu)+排水；③清危+素噴+排水。 （7）在對邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合邊坡開挖過程中出現(xiàn)的變形破壞現(xiàn)象、變形監(jiān)測以及穩(wěn)定性計算對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)果表明開挖后料場邊坡總體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但存在局部塊體穩(wěn)定性問題。建議加強邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)