论文部分内容阅读
漂水岩水库坝基开挖施工过程中,探明滑坡体坡脚恰好位于设计面板堆石坝坝肩部位,而开挖前在库岸区内未见该滑坡体明显的滑动迹象。滑坡地形地貌较平缓,且岩层倾角较缓,地表裂缝不甚发育而易被忽视。坡体由还建公路向河床逐级开挖过程中,坡体前缘出现的变形愈加明显。若对滑坡采取的防治处理措施不足,在将来可能影响坝体稳定,轻则导致库容减小,重则坝体失稳。为保障坝体的稳定和水库的正常运行,本文立足于区域及工程区基本地质条件,从滑坡变形特征、变形监测数据、岩土体物理力学性质出发,结合过程机制分析法、理论计算法及UDEC、FLAC3D、Geostudio等数值模拟手段分析研究滑坡形成机制、前缘局部变形破坏机制以及滑坡在前缘开挖临空后、筑坝回填、降雨及库水位升降等工况下的整体及局部稳定性和应力应变的变化特征,主要取得了以下成果及认识:(1)滑坡体最大厚度约30m,方量约250×104m3,属大型滑坡。据滑坡变形特点与工程建筑物、边坡开挖等的关系,将滑坡分为I1变形破坏亚区、I2变形亚区和下游侧II相对稳定区。其中I1区方量达35×104m3,前缘局部坍塌,暴雨时趾板有水渗出;滑坡I2区开挖前后坡体无明显变形,相对I1区稳定;II区较稳定,无明显变形。据现场地质踏勘及滑坡前缘开挖揭露,“似层状”岩层在坡体中十分发育,采用钻探、钻孔电视手段及现场物理力学试验,探明坡体多处软弱夹层、挤压带发育且存在架空现象。上游边界拉裂缝及后缘拉陷槽发育,坡脚开挖揭露剪出口,暴雨后坡体有多处渗水口,河床未开挖前滑带隐藏。(2)滑坡体原为志留系软硬互层状岩体,缓倾坡外,层间错动带或软弱夹层较发育。滑坡形成历史分析表明滑坡主要经历了河谷下切和坡体蠕滑、压致拉裂面由下至上延伸、斜坡顺层滑动和河床再造四个演变阶段。UDEC数值模拟再现了滑坡早期在自重作用下沿下伏软弱结构面、软弱夹层变形破坏的过程。据坡体后缘拉陷槽和陡倾结构面特征、坡体开挖揭露的坡体结构及拉张裂隙和“阶状”裂隙等变形特征、数值模拟结果,综合判定滑坡变形破坏模式为“滑移—压致拉裂”。(3)监测数据显示,开挖使I1区变形,随着开挖深度的增大变形逐渐加剧,暴雨条件下局部坡体发生垮塌。滑坡区位于向斜核部向两翼转折部位,坡体后缘、下游侧陡倾结构面发育,为开挖条件下滑坡前缘I1区的局部变形破坏提供了构造条件。对I1区逐级开挖过程的现场勘察、监测、FLAC3D数值模拟表明:坡体在前缘临空、内部残留的软弱夹层及软弱结构面泥化、软化作用的共同影响下局部贯通,上部坡体发生拉裂,该区在降雨或施工水流作用下发生“蠕滑—拉裂”变形,具牵引式特征,对降雨等水的作用较敏感。(4)采用极限平衡法对滑坡稳定性分析表明:滑坡整体在各工况条件下处于基本稳定~稳定状态,滑坡II区稳定性较高,I1区稳定性低于其他分区。结合SEEP/W与SLOP/W对滑坡渗流场及稳定性进行研究,滑坡在降雨时前缘I1区近坡表部位水位抬升稍高于坡体内部,库水位升降条件下坡体内部浸润线“滞后”于前缘坡脚处浸润线的变化。滑坡整体稳定性受开挖、筑坝回填、降雨及蓄水等影响稍小,处于基本稳定~稳定状态;滑坡I1区稳定性受各工况影响较大,处于不稳定~欠稳定状态。降雨、库水升降对滑坡I1区稳定性影响大。(5)采用有限元软件Geostudio中SEEP/W与SIGMA/W模块对各工况下坡体渗流场、应力场耦合分析,发现与天然状态相比,在滑坡前缘开挖后、筑坝回填以及库水位升降条件下坡体剪应力主要集中在I1区下部,坡脚趾板、462m马道部位水平方向位移最为显著。