块体理论在拱坝坝肩边坡抗滑稳定性分析中的应用

在水电站坝肩边坡的施工过程和运行过程中,由于岩体天然状态遭受到破坏,伴随着边坡开挖及大坝运行,相应的产生整体或部分块体移动,出现不稳甚至破坏效应,给施工和大坝的正常运行带来严重威胁。以万家口子水电站拱坝坝肩边坡为例,通过对坝肩边坡发育的结构面空间组合形式进行分析,找到可能存在的关键块体,采用三维极限平衡分析方法,计算各关键块体在施工期和运行期正常工况、降雨工况、地震工况下的稳定性安全系数,根据拱坝坝肩边坡的设计标准,评价各关键块体的稳定性,并针对坝肩存在的不稳定块体,给出了锚索加固的建议方案。

牙根二级水电站1#松动拉裂体治理方案研究

位于牙根二级水电站大坝上游的1#松动拉裂体具有强卸荷的显著特征。由于该松动拉裂体地质条件复杂、体型巨大且边坡的安全裕度不足,若发生失稳破坏,将会引起巨大涌浪,必然会对大坝的正常运行产生严重影响。借助三维刚体极限平衡方法,对松动拉裂体加固的必要性进行了详细的论述,重点研究了采用不同治理措施的加固效果,为最终制定一套经济可行的加固方案提供了理论依据。

万家口子水电站左坝肩边坡抗滑稳定性分析

针对北盘江万家口子水电站左坝肩的抗滑稳定影响大坝的整体稳定与安全问题,基于块体理论,在分析工程地质条件基础上,构建了左坝肩边坡地质模型,利用赤平投影法搜索关键块体,采用SLOPE3D软件确定左坝肩边坡块体的几何特征及不同工况下的抗滑稳定性,并提出了加固设计方案,取得了较好的效果,可供同类工程借鉴。

杨房沟水电站高边坡块体极限平衡稳定性分析

在综合岸坡基本特征的基础上,建立了杨房沟水电站岸坡三维可视化地层模型。基于块体极限平衡理论,计算分析了岸坡块体稳定性。采用可视化三维计算软件对边坡未加固及加固情况下的稳定安全系数进行了计算,而后进行了关键块体参数变化敏感性分析及并考虑了地下水的影响,初步探讨了锚索倾角对块体稳定性的影响,分析结果对类似边坡稳定计算作为参考。

中美标准在实用堰水力学计算上的异同

溢洪道是一种常见的泄水建筑物,在国内外水电工程中的应用极为广泛。为更好地指导涉外水电项目中溢洪道的水力学设计,对比了美国垦务局《小坝设计》和中国《溢洪道设计规范》(DL/T 5166—2002)关于水力学计算的规定,分析两者在计算公式、计算参数选取等方面存在的差异,并以科特迪瓦苏布雷水电站和老挝色拉龙一级水电站溢洪道为例,分别对比了低堰、高堰的泄流能力理论计算值同水工模型试验结果之间的关系。研究表明:在低堰情况下,《小坝设计》的泄流能力理论值更接近水工模型试验结果;在高堰情况下,当泄流量相对较小时《小坝设计》的理论值更接近水工模型试验结果,当泄流量相对较大时《溢洪道设计规范》的理论值更接近水工模型试验结果。

大岗山水电站右岸坝肩边坡深层加固研究

大岗山水电站右岸坝肩边坡具有高地应力、高地震烈度、卸荷风化强烈的显著特点,受岩脉、卸荷裂隙、断层切割影响,形成了一系列关键块体,而在开挖过程中,这些块体底部剪出口附近受到开挖卸荷、爆破震动和地下水作用等因素的影响,出现了沿边界结构面的多次变形开裂与错动。对右岸开挖边坡变形开裂的机理进行深入研究,从边坡的开挖稳定、变形及塑性破坏区等方面,对原设计拟定的三种深层加固方案进行比选分析,选用方案二作为推荐优化方案。为了保证深层抗剪结构施工过程的整体稳定性,建议先开挖并回填低高程的三层抗剪洞,然后再进行高高程的抗剪洞施工。

高温对花岗岩微结构及渗透性演化机制影响分析

高温会使岩石产生热破裂现象,从而影响岩石的渗透性能。为了探寻温度对岩石微结构及渗透性能的影响,对50~800℃高温热处理后花岗岩开展了气体渗透率试验,并结合CT扫描技术,对高温热处理后花岗岩内部的微结构进行三维重构及特征分析,深入讨论了花岗岩受热后微结构的变化规律。在此基础上,对Kozeny-Carman模型及其改进模型在高温下的适用性进行讨论与验证,最后结合孔隙分形模型提出了高温后花岗岩温度-渗透率模型。结果表明:(1)温度升高过程中,花岗岩内部微结构发生明显变化,在400℃之前,矿物热膨胀性不均,岩石颗粒之间产生微小孔隙,构成了孔隙结构;而随着温度继续增加,孔隙端部产生裂纹并迅速扩展、连通,形成孔隙-裂隙网络结构。(2)当热处理温度不高于600℃时,花岗岩内部微结构形状因子概率分布曲线基本保持一致;当温度高于600℃时峰值对应的形状因子左移明显,其平均形状因子降低较大。(3)在孔隙结构阶段,花岗岩的渗透率变化不大,约为10^(-18) m^(2);在孔隙-裂隙网络结构阶段,花岗岩的渗透率随着裂隙的扩展而呈指数型增长,800℃时的花岗岩渗透率是常温下的8×10^(4)倍。(4)在应用4种孔隙率-渗透率模型对50~800℃孔隙率和渗透率的拟合结果中,Bayles模型和Costa模型描述高温后花岗岩更合理,拟合结果较K-C模型和S-R模型更高。(5)在温度低于600℃时,花岗岩内部微结构的形状基本没有变化,可以认为K-C形状系数保持为常数,说明对于花岗岩,Bayles模型和Costa模型在温度低于600℃时是适用的。(6)在Costa模型的基础上,结合高温后花岗岩孔隙分形特征,得到了高温后花岗岩温度-渗透率模型。将50~600℃的试验数据代入新模型进行验证,结果表明拟合度较好,达到0.99以上。

强度折减法在节理岩质边坡稳定分析中的精度研究

采用有限元强度折减法分析节理岩质边坡的稳定性时,计算精度会受到许多因素(如屈服准则、岩体力学参数、计算网格等)的影响。本文结合算例分析这些因素对强度折减法计算精度的影响。分析结果表明:采用强度折减法分析贯通节理岩质边坡的稳定性时,在关联流动法则下,宜选用Mohr-Coulomb内切圆准则;在非关联流动法则下,宜选用Mohr-Coulomb匹配DP圆准则。此外,当采用Mohr-Coulomb内切圆准则时,可不考虑弹性模量和泊松比对计算结果的影响,并且在单元较少时,就可以得到较为理想的结果。

中欧混凝土结构设计规范有关受扭承载力计算的比较

欧洲规范在国际工程建设领域应用较多,通过对《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057—2009)和《混凝土结构设计》(EN1992—1—1)有关构件受扭承载力计算进行比较研究,并结合吊车梁计算实例,分析中欧规范在混凝土受扭构件结构计算中的差异。结果表明采用欧洲规范进行受扭构件结构计算的安全度要高于中国规范,计算所需钢筋截面面积也更大。