白鶴灘水電站高拱壩壩肩巖體穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究.pdf

1、巖體初始地應(yīng)力分布及拱壩壩肩巖體抗滑穩(wěn)定性，是水電工程設(shè)計與施工所要考慮的重要因素，同時也是關(guān)系到拱壩安全運行的主要問題。本文以白鶴灘水電站為研究對象，通過對野外地質(zhì)資料的統(tǒng)計分析，在研究區(qū)域地質(zhì)背景、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、河谷演化、巖體結(jié)構(gòu)、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場及巖體變形破壞特征的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬方法，建立壩區(qū)三維數(shù)值計算模型，依據(jù)地應(yīng)力實測資料，利用FLAC3D數(shù)值計算軟件對壩區(qū)初始地應(yīng)力場進行了模擬分析。
　　 同時

2、，在壩區(qū)初始地應(yīng)力場研究的基礎(chǔ)上，對壩肩抗力體在拱肩槽開挖、筑壩過程以及正常工程荷載條件下的應(yīng)力及變形響應(yīng)進行了詳盡的計算分析，通過各工況條件下應(yīng)力場、位移場的變化情況，對壩肩抗力體整體穩(wěn)定性進行分析與評價。
　　 具體內(nèi)容和研究成果如下：
　　 （1）通過對野外地質(zhì)資料的分析論證，深入認識了白鶴灘水電站壩區(qū)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等工程地質(zhì)條件，對壩區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場及河谷的形成與演化進行了初步分析。并根據(jù)實測地應(yīng)力對壩

3、區(qū)地應(yīng)力場特征做了初步評價。
　　 （2）對壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面進行了工程地質(zhì)分級、分類，并對各級結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)特性進行定量、半定量的描述和分析，對關(guān)鍵控制性結(jié)構(gòu)面做重點分析。
　　 （3）分析壩肩巖體變形破壞特征及變形破壞模式，對壩肩抗力體的底滑面、側(cè)裂面工程性狀進行詳細調(diào)查，并對重要的層間、層內(nèi)錯動帶及重要斷層的工程特性詳細分析。
　　 （4）分析壩區(qū)河谷演化史，概化河谷下切方式和期次，建立壩區(qū)三維地質(zhì)模型，利用

4、FLAC3D 數(shù)值計算軟件，以地應(yīng)力實測資料為基礎(chǔ)，對壩區(qū)初始地應(yīng)力場進行了反演分析。
　　 （5）通過工程經(jīng)驗類比方法選擇拱肩槽開挖坡比，建立拱肩槽開挖模型，計算分析拱肩槽開挖擾動下壩肩抗力體的應(yīng)力變化情況及變形穩(wěn)定性。計算結(jié)果表明，開挖卸荷過程對壩肩抗力體存在一定的擾動作用，但整體上所引起的應(yīng)力-形變響應(yīng)較小，在工程性狀較差的軟弱結(jié)構(gòu)面出露部位局部發(fā)生的較大位移不會影響壩肩抗力體的整體穩(wěn)定性。
　　 （6）按照壩體體

5、型參數(shù)建立拱壩模型，計算筑壩加載過程中壩肩抗力體的應(yīng)力變化情況和變形穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，筑壩加載過程對壩肩抗力體的擾動作用甚小，壩肩抗力體整體是穩(wěn)定的。
　　 （7）分析正常工況荷載條件下的壩肩抗力體的應(yīng)力變化和變形穩(wěn)定性。研究表明，在正常工程荷載下，白鶴灘水電站壩肩巖體變形的總體特征表現(xiàn)為壩肩左岸巖體的變形明顯大于右岸巖體的變形，總位移較小，拱端位移符合一般規(guī)律，可以認為，在大壩正常工程荷載下，壩肩巖體整體是穩(wěn)定的。但是，在錯動