水—巖相互作用機(jī)理及其對庫岸邊坡穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、水-巖作用造成的巖土體強(qiáng)度劣化及水力學(xué)效應(yīng)一直被認(rèn)為是水庫岸坡穩(wěn)定性降低的兩個因素。在三峽工程竣工后,庫水每年都將按調(diào)度計劃在145m的防洪水位和175m的蓄水發(fā)電水位之間或緩慢或快速的升降。那么,庫岸邊坡巖土體將受到庫水“飽水-風(fēng)干”水-巖循環(huán)作用造成巖性劣化,進(jìn)而對坡體穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重的危害。隨著三峽工程計劃竣工日期的日漸臨近,這方面的研究顯得愈加迫切。本文以室內(nèi)試驗為基礎(chǔ),應(yīng)用多學(xué)科知識及研究成果,從試驗研究、理論分析、數(shù)值分析方法

2、等多方面對岸坡巖體受庫水“飽水-風(fēng)干”水-巖循環(huán)作用劣化而給庫岸邊坡體穩(wěn)定性造成的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)地分析研究,探討了巖體水-巖作用劣化規(guī)律以及庫岸邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律。得到了如下主要結(jié)論:(1)水-巖作用對巖體強(qiáng)度的影響顯著。試驗表明,巖石在水-巖循環(huán)作用前期,水-巖作用造成巖石的物理、化學(xué)損傷效應(yīng)較大,粘聚力、內(nèi)摩擦角受之影響明顯。隨著作用次數(shù)的增加,作用時間的延長,水-巖作用給巖石造成的物理、化學(xué)損傷效應(yīng)減小,粘聚力、內(nèi)摩擦角受影響

3、減小,其變化趨于平緩。(2)在試驗得出的巖體水-巖作用劣化規(guī)律的基礎(chǔ)上,運用斷裂力學(xué)理論,推導(dǎo)出了含水并存在水壓力的裂隙巖體的斷裂強(qiáng)度準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則表明,水通過靜水壓力(γWH)或動水壓力(γWJ)的力學(xué)作用直接削弱著裂隙巖體的斷裂強(qiáng)度,裂隙巖體的斷裂強(qiáng)度與靜或動水壓力成線性關(guān)系。水對裂隙巖體的物理、化學(xué)損傷造成的力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)(c、φ)的降低,也間接地削弱著裂隙巖體的斷裂強(qiáng)度。(3)從降雨和庫水漲落兩方面分析了水-巖作用對庫岸邊坡穩(wěn)定性的

4、影響。分析表明:①降雨(特別是特大暴雨)導(dǎo)致的巖土體強(qiáng)度降低、地下水位抬高、岸坡內(nèi)裂隙和孔隙水壓力加大、巖體裂隙間摩擦力的減小,對岸坡穩(wěn)定性構(gòu)成極大危害。岸坡失穩(wěn)與降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時及降雨形式存在著密切而有規(guī)律的關(guān)系。②庫水周期升降造成的岸坡巖土體性質(zhì)劣化、動水壓力與靜水壓力效應(yīng)、沖刷作用與浪蝕作用等也對岸坡的穩(wěn)定性構(gòu)成極大危害影響,出現(xiàn)崩塌和滑坡、古滑坡復(fù)活滑動、巖溶塌陷、以及沖蝕、磨蝕作用下土質(zhì)及粘土巖質(zhì)岸坡的岸線后退等破壞