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三板溪崩塌体滑坡稳定性分析03
本课题研究根据该边坡的具体情况,按以下两种设计
标准来考虑:常规设计准则(参考同类规范);相对设计
准则(根据边坡现状及同类工程,如表2-3(Pg11))。
综上考虑并参考几次讨论会议结果,各工况安全系数
取值如下:天然复核和开挖完建未蓄水1.05;正常蓄水运 行1.15;正常蓄水+地震及水位骤降1.05。(如表2-4)
研究意义
由于该堆积体处于水库大坝右坝肩上游电站进水口附近, 为了确保水电站进水口施工和运行期的安全,该崩塌堆积 体的稳定问题尤为突出。因此,本课题将根据崩塌堆积体 的工程地质特点以及施工期、运行期的关键技术问题展开 研究,重点研究其稳定性,并为设计院推荐加固优化措施, 研究成果对三板溪水电站进水口崩塌堆积体治理的设计、 施工具有较重要的现实意义和经济意义。
1.0968
1.1693
1.0808
1.1742
1.0852
0.9484
0.9472
1.0506
1.0458
1. 第三组参数计算的边坡安全系数小于1.0,与实际不符。 因此,只取第一、二、四组参数进行计算,边坡稳定安 全系数为基本都在1.05以上,如考虑地震作用时,边坡稳 定性安全系数明显减小;
2. Sarma法计算出的安全系数比RTM的小。究其原因,是 因为滑面坡度较陡,在RTM的计算中,出现了土条之间 的剪切力超出极限抗剪强度的现象。采用RTM方法进行 计算,堆积体内部相应的屈服的状况如表2-6 (Pg15)示。 从表2-6中可看出,堆积体大部分区域的土体已处于屈服 状态。
0.948632 0.846855
1.054697 0.979501
0.990913 0.927925
1.075135 1.004524
10 24.50 8.50 21.17
35 27.02 29.75 25.85 0 30.00 0.00 26.14 0 32.60 0.00 28.53
计算工况及安全系数取值
计算工况
根据设计要求,计算工况包括: 天然复核; 开挖完建未蓄水; 正常蓄水位; 正常蓄水位+地震组合(设防裂度按7度考虑) ,根据 《水工建筑物荷载设计规范》,水平地震影响系数
1.0985 1.0540
*29.68(0.57) *20.00 0.025 30.00(0.58) 0.00
1.0617 0.9667
*32.60(0.61) *0.00
1.0466
稳定安全系数 RTM法 改进的RTM法
1.2292
1.1316
1.2351
1.1374
0.9973
0.9951
1.1047
根据初步加固方案的仿真分析结果并结合实际工程 特点和施工条件推荐较优的加固方案,并对优化加 固方案进行三维有限元分析,分析边坡的应力应变、 屈服情况和稳定性,评价推荐方案的合理性和可行 性。
二、边坡的稳定性分析及加固方案探讨
计算原理(略) 边坡整体稳定性的分析 边坡的防治措施建议 边坡的稳定性复核 加固后边坡的局部稳定性分析 小结
天然状况下边坡的稳定性
表2-5 天然工况下的稳定性分析成果
水平地震
滑面抗剪强度指标
影响系数
(°)
(kPa)
27.02(0.51) 35.00
*29.68(0.57) *20.00
0.000 30.00(0.58) 0.00
Sarma法 1.1043 1.1127
1.0100
*32.60(0.61) *0.00 27.02(0.51) 35.00
表2-4 三板溪水电站进水口滑坡各工况下的安全系数取值
计算 天然 开挖完建 正常蓄 正常蓄水位
水位
工况 复核 未蓄水
水位 +地震组合
骤降
安全 1.05
1.05
1.15
1.05
1.05
系数
整体稳定性分析的剖面
为了充分考察边坡的稳定性,共计考虑了1个主滑面,4 个辅滑面,如图2-1~图2-7所示。
边坡稳定性分析成果
Kh0.2 5h0.02;5
水位骤降。
安全系数取值
稳定安全系数是判断边坡是否稳定及决定边坡处理 投资大小的一项重要指标,直接关系着工程的安全性、
经济性与合理性。由于目前边坡治理工程设计尚无统一的
规程、规范可循,因此,边坡稳定分析及防治工程设计必
须根据特定边坡的具体情况,分析影响边坡稳定的各种因
素,论证确定边坡防治工程的设计安全系数。
边坡整体稳定性的分析
计算参数
岩土名称
块石堆积体 上游接触面粘土 下游接触面碎石夹土
主滑面 力学反演参数
第1组
第2组 第3组 第4组
天然 容重 kN/m3
19.00
饱和 容重
天然状态
饱水状态
KN/m3
c (kPa)
Φ(°)(kcPa)Φ(°)
21.00 0 33.00 0 28.90
20 18.00 17.00 15.44
采用推力系数法、Sarma法对堆积体材料参数进行敏 感性分析,对天然状态、施工期和运行期等工况下 边坡的稳定进行分析,探讨并提出了初步的加固方 案;
采用二维和三维有限单元法对采用初步加固方案的 施工过程仿真分析,分析边坡的应力应变、屈服情 况和边坡的稳定性,推求变形和安全系数,并对不 同的地质参数进行敏感性分析;
研究内容
➢ 总结和分析崩塌堆积体滑坡的形成机制,研究边坡在自然 和工程条件(如施工开挖切坡、卸荷、震动及水库运行) 下的变形破坏机制,正确模拟其变形破坏过程。
➢ 考虑崩塌堆积体滑坡的施工和运行过程进行分析,内容有:
根据地质条件对崩塌堆积体滑坡进行分区;
考虑施工和运行过程中地下水位和水库水位的变化;
完建工况
地震系数
0.000 0.025 0.000 0.025 0.000 0.025 0.000 0.025 0.000 0.025 0.000 0.025 0.000 0.025
第一组参数
RTM
SARMA
0.996228 0.899585
0.935599 0.850906
1.009555 0.894374
3. 改进的RTM法计算的安全系数与Sarma法比较接近,说 明 改 进 的 RTM 法 考 虑 了 条 分 面 上 的 极 限 抗 剪 条 件 后 与 Sarma法是基本一致的。
开挖后边坡主滑面S0的稳定性
表2-7 开挖后主滑断面边坡的稳定安全系数
蓄水状况 480m 475m 470m 465m 450m 425m