澜沧江苗尾水电站坝址区岩体倾倒变形特征及坝肩岩体稳定性分析

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本论文在苗尾水电站坝址区工程地质条件研究的基础上,通过对坝址区岩体结构特征、岩体倾倒变形的基本特征、倾倒岩体的倾倒破裂程度分级等的进一步分析,建立坝肩岩体的数值计算模型,模拟坝肩岩体天然和开挖下的应力、应变及破坏的发展,进而定量的评价坝肩倾倒变形岩体的稳定性。论文研究进展主要有以下几方面。(1)在对坝址区岩体变形破裂现象的发育特征、形成条件及力学机理等问题进行了较为深入的分析研究后,得出与岩体倾倒变形有关的变形破裂现象有层内剪切错动、层内拉张破裂、切层张-剪破裂、折断-张裂(坠覆)破裂、缓倾角剪切滑移等五种类型。(2)坝址区岩体倾倒破裂现象极为复杂,在进行了系统的地质编录与调研分析后,将坝址区岸坡岩体复杂的倾倒变形可归纳为连续倾倒、倾倒弯曲及倾倒折断等三种基本形式。(3)本论文在岩体倾倒破裂现象调查和破裂类型研究的基础上,通过对各类破裂变形之间相互关系的进一步分析,将岸坡岩体倾倒变形的形成与演变经历了分为弱倾倒层面剪切错动、强倾倒层内拉张破裂、强倾倒切层张剪破裂、极强倾倒折断张裂(坠覆)破裂等四个基本发展阶段。(4)根据复杂变形破裂现象的表现形式、力学机理及其与岩体的倾倒程度之间的关系,将岩体倾倒变形的强烈程度分为极强、强烈和弱倾倒等三种不同级别。在此基础上,通过对岩层倾角变化、层内最大拉张量、层内单位拉张量、倾倒岩体的卸荷变形、倾倒岩体的风化特征、倾倒岩体的波速特征等六项基本指标的实测及统计分析,建立岩体倾倒变形程度分级体系。据此,对岩体倾倒变形进行分级。在以上研究的基础上,应用二维有限元分析技术和极限平衡分析方法,对混凝土面板堆石坝方案(Ⅱ-Ⅱ’剖面)和粘土心墙堆石坝方案(Ⅹ-Ⅹ’剖面)两种方案各种工况条件下的坝肩岩体应力-形变特征及稳定性问题,进行了较为深入的分析。得出粘土心墙堆石坝方案(Ⅹ-Ⅹ’剖面)较凝土面板堆石坝方案(Ⅱ-Ⅱ’剖面)更适宜的研究结论。
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