河流作用下堵江滑坡运动特征差异性研究

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演化过程中滑速、能量、形态特征差异,分别考虑白格滑坡处于无河流流水、有河流流水作用两种情况,开展了其运动过程的DEM模拟、CFD-DEM耦合模拟。【结果】根据计算捕获的速度、能量、形态等滑坡运动特征,量化揭示了河流流水对堵江滑坡的具体影响。【结论】研究发现:(1)河流流水影响下,滑坡体平均速度偏小,因河流影响的滑体部分较少,河流流速变化对滑坡体运动的影响较小且无明显规律;(2)动能和应变能在滑坡高速运动阶段受河流影响更明显,重力势能及能量损失在滑坡堆积阶段受河流影响更为明显,较无河流作用对白格滑坡应变能的影响最大,为1.80%。(3)河流对滑坡体形态特征的影响主要体现为最终纵向堆积长度的变化,滑坡计算启动后70 s,不受河流流水影响时,滑体纵向长度稳定在1.7 km,考虑河流流水影响下稳定在1.5 km,考虑河流影响下的模拟结果与实际情况较为吻合。

河床深厚覆盖层砂土液化判定对比研究

砂土液化会导致地基失稳和上覆建筑物结构受损,是地震区常见的工程地质灾害之一,因此,对拟建场地的液化判别是勘察设计中的重要课题。通过采用粒径法、标准贯入试验法、动三轴试验法及剪切波速法,分别对河床覆盖层中的全新统湖积层进行砂土液化判别。结果表明:各方法对湖积上层的判别结果存在差异,粒径法显示其黏粒含量达50%,且动三轴试验所得破坏强度比计算得土层抗液化剪应力小10 kPa以上,判定为不会发生液化,但土层的标贯基准击数比临界标贯击数小,剪切波速也比上限剪切波速小,判定其存在液化可能;对于湖积下层粉细砂层,各方法判别结果一致,均认为其存在砂土液化问题;综合对比分析4种不同方法的液化判别结果,最终评定为湖积上层淤泥质黏土层不会发生液化,但下层粉细砂层抗液化能力较弱,存在砂土液化问题。研究成果对解决工程区砂土液化问题具有重要实用价值。

黄河玛尔挡水电站坝基岩体强度特性与参数取值

为了获取黄河玛尔挡水电站大坝坝基岩体抗剪强度参数(f、c值),为大坝设计、两岸坝肩抗力体稳定分析、地下洞室围岩稳定分析等提供依据,根据玛尔挡水电站坝址区岩体强度试验成果,结合试验点地质特征,利用最小二乘法、优定斜率法等数理统计方法,对坝基岩体强度特性进行了分析,并合理选取强度标准值,最终给出了坝基岩体强度参数建议值。

基于正交试验的反倾层状岩质边坡稳定性影响因素研究

反倾层状岩质边坡是水电工程常见的一种边坡类型,其稳定性受控于边坡形态、岩体特征和结构面性质等因素。为了揭示不同因素对此类边坡稳定性的影响程度,基于离散元数值计算模型,运用正交试验设计方法,分别以安全系数和关键点位移为目标变量,研究了坡角、坡高、岩层倾角、岩层厚度、岩体质量和结构面质量等6个主要因子对边坡稳定性影响的敏感程度,并剖析了反倾边坡典型失稳模式的变形和破坏规律。研究结果可为反倾层状岩质边坡的优化设计提供参考依据。

拉西瓦水电站基本工程地质条件

拉西瓦水电站是黄河上游规模最大的水电枢纽工程,其主要建筑物为250 m高的混凝土双曲拱坝及右岸坝肩式全地下厂房洞群系统。介绍了电站勘测设计过程,并对电站区域和库区、坝址区地质条件,高混凝土双曲拱坝和地下厂房洞群系统主要枢纽建筑物地质条件,以及天然建筑材料等进行了综述。

黄河拉西瓦水电站坝区花岗岩风化研究

风化作用对于岩体工程地质性能的降低不言而喻。研究探讨重大水电工程岩石风化作用机理对于工程区岩体风化带划分、风化渐进性分析、表征岩体风化特征指标的选择及力学性质参数取值等具有重要意义。文章从风化作用本质、化学元素迁移、风化作用类型等角度,对拉西瓦水电站坝区花岗岩风化作用机理进行了探讨。结合本区气候演化、岩石性质、地形条件等综合分析认为:在浅表河谷范围内,风化形式以岩石胀缩作用和冰劈作用为主,而化学风化作用并不强烈。论文采用量化指标对岩体进行风化带划分,选取的定量指标有平硐纵波速度Vp、钻孔RQD、裂隙间距与单元面积节理数等。在此基础上,利用电站20余a来丰富详实的地质、物探、岩体测试等大量资料,采用定性分析与定量划分相结合的研究方法,对黄河拉西瓦坝基花岗岩体进行风化分带,得出坝基岩体风化带总体空间布局。

黄河玛尔挡水电站坝址区岩体卸荷特征

针对玛尔挡水电站坝址岩体的特性,提出了岩体卸荷分带量化指标,并根据岩体卸荷宏观地质特征、裂隙率、洞壁波速比、透水率等指标,从定性定量角度对坝址岩体进行了卸荷带划分,并系统总结了坝址区岩体卸荷规律,丰富了同类工程岩体卸荷研究的理论与实践。

基于TGS360pro的小断面隧洞超前地质预报

现行地质超前预报方法种类繁多,不同方法各有其优缺点,但目前适用于小断面隧洞的预报方法及仪器设备鲜有报道。传统预报方法在掌子面处施测,由于断面空间的限制,对小断面隧洞的预报效果不甚理想,甚至会对不良地质体产生较大程度的误判,引发工程施工安全事故。基于TGS360pro新型超前地质系统,在小断面、掌子面被TBM占据或者掌子面发生坍塌无法布设检波器时,通过双侧边墙布设模式,将掌子面宽度方向布设转变为隧洞纵深方向,分析了掌子面布设模式和双侧墙布设模式的数据差异及波场特征,在引大济湟项目得到成功应用,结果表明:该方法可有效地解决小断面隧洞的超前地质预报难题,开挖验证,预报准确率达到80%以上,取得了良好效果。

青海省格拉沟形成演化机制及其主要工程地质问题

格拉沟位于青海省内陆滩地,其形成演化反映了西北地区典型的水土流失过程。文章在收集大量野外资料的基础上,研究了格拉沟的形成演化机制,并对该沟道主要工程地质问题进行了探讨。分析认为,格拉沟形成演化是该地区特殊的内因外因共同作用的结果,基于此对其发育演化阶段进行了划分与预测。该沟主要工程地质问题为边坡稳定性、渗透稳定性、河流侵蚀等。其中边坡稳定性主要包括天然岸坡整体稳定性及崩塌、坠溜、滑塌等;渗透稳定性主要包括潜蚀与管涌;河流下切与溯源侵蚀则成为岸坡失稳破坏的重要诱发因素。探讨格拉沟形成演化机制及其主要工程地质问题,对于研究西北地区水土流失机理及其产生的环境问题具有一定的借鉴作用。

斜坡岩体卸荷分带量化研究

岩体卸荷及卸荷带划分一直是水利水电工程地质研究的重要内容 ,它是影响坝基建基面选择的主要因素之一。作者在分析国内外岩体卸荷分带研究成果基础上 ,提出了采用裂隙开度、裂隙条数、纵波速度、透水性系数等作为岩体卸荷分带的量化指标 ,并采用裂隙开度、裂隙条数、纵波速度对工程区部分平洞岩体进行卸荷带划分 ,其结果与现场定性划分的卸荷带界线基本一致。

岩体风化的综合分带研究

岩体的风化不仅会引起岩石物质成份、化学成份变化 ,而且也引起岩体裂隙、岩体完整性的改变。因而风化岩体中裂隙数量、岩体块度的变化与岩体的风化程度具有较好的对应关系。论文研究了用岩体裂隙间距、岩体的完整性指标、岩石质量指标对岩体风化程度进行分带 ,较好地将岩体风化分带与岩体结构、岩体工程特性紧密地结合起来。在岩体风化程度的定量划分上作了新的探索。

基于原位试验和规范的岩体抗剪强度与Hoek-Brown准则估值比较

简要论述目前岩体抗剪强度确定方法,以黄河上游玛尔挡水电站坝基岩体为例,在岩体质量分级基础上,引入规范建议值及现场原位大型剪切试验结果,建立岩体抗剪强度指标与BQ岩体质量分级的相关关系。同时利用实测资料建立BQ与GSI的相关关系,运用Hoek-Brown准则估算各试验点岩体的抗剪强度指标。结果表明,采用该研究成果较符合工程实际,而采用Hoek-Brown准则估算的等效内摩擦因数偏小,黏聚力则偏大很多。误差分析表明,这一结果主要是由Hoek-Brown准则中最小主应力的取值范围引起的,据此提出公式应用中需注意的问题及相应解决方法。

黄河拉西瓦水电站坝区天然高边坡特征及其治理

拉西瓦水电站为黄河上游最大水电枢纽工程。两岸边坡谷底至岸顶相对高差为600-700m^2正常蓄水位以上边坡高度约450m。坝址两岸2400m高程以上天然高边坡变形破裂体、松动体、危岩体、危石等发育广泛且小型不稳定体随机分布。高边坡稳定性构成本电站重大工程地质问题之一。且囡峡谷深切、边坡高陡，对其处理难度很大。论文首先总结了电站坝址两岸天然高边坡地质特征，对高边坡进行了稳定性分区与总体评价。在此基础上提出边坡处理原则与方案设计。最后列举了2个边坡处理典型实例，一为基于现代设计理念和新型材料的SNS柔性边坡防护系统在拉西瓦高边坡不稳定体处理中的广泛应用；另一为坝址大型变形破裂体——Ⅱ#变形体的综合治理。根据高边坡不稳定体各自不同地质特征，采用科学且针对性强的流通量措施能够达到稳定要求的。

拉西瓦高拱坝岩体力学、工程地质研究成果综述

拉西瓦水电站高拱坝建基岩体工程地质、岩体力学研究是中国水电顾问集团2004年度专题科研成果之一"高混凝土拱坝建基岩体工程地质、岩体力学综合研究"的主要成果,其重点内容为岩体风化、卸荷、岩体质量级别的定量划分、河谷应力场分带、建基岩体主要岩体力学参数研究,坝肩抗滑稳定、开挖后综合检测验证等;在理论探讨、方法实践、预测验证和创新尝试等方面取得了一定成果,具有一定的社会、经济效益。

青石梁结构体稳定性计算及其综合治理措施

青石梁结构体位于某电站右岸坝前,其稳定性直接影响下部进水口施工与运行安全。本文在查明该结构体及其外围地质条件的基础上,采用刚体极限平衡法对其进行了稳定性计算,计算结果表明,该结构体在地震作用的特殊荷载组合工况下,其整体抗滑稳定性偏低,必须对其进行工程处理。据此本文采取了锚索、锚筋桩及系统锚杆、混凝土护坡等深层、表层相结合的加固措施,即选用锚索加固结构体整体稳定性,同时又针对结构体表部倾倒-滑移型局部失稳破坏模式,采用锚杆、混凝土贴坡等进行边坡表层加固,并在此基础上,于结构体及其外围布置了监测系统。经计算,加固后的结构体稳定性满足设计要求。

岩体硬性结构面精测及量化处理

介绍了现场硬性结构面精测方法以及在精测资料基础上通过计算机来实现结构面间距、条数、迹长等基本要素的量化及可视化显示 ,分析了结构面基本要素获取过程中有关切割单元长度和切线间距的确定、结构面分布较少及存在大量缓倾结构面时结构面间距的计算等问题。针对这些问题 ,给出了解决方案。结合具体工程实际应用 ,获得了良好的效果。

龙羊峡谷更新世以来气候演变特征及其对拉西瓦水电站坝区花岗岩风化作用的影响

龙羊峡谷为黄河上游水电富矿河谷段,拉西瓦水电站位于龙羊峡谷出口地段,研究龙羊峡谷更新世以来气候演变特征对于探讨拉西瓦水电站坝区自然环境发展演化与工程岩体地质过程浅表生改造均有重要意义。本文在简述了龙羊峡谷形成史之后,通过分析树木年轮法、植物孢粉法、同位素法等所获取的资料,总结了更新世以来龙羊峡地区气候演变特征。分析认为龙羊峡地区更新世以来气候以旱寒为主,这种气候特征对于拉西瓦水电站坝区花岗岩风化作用的影响主要存在于两个方面:温度变化及由此带来的冰劈作用。

岩体波速与坝基岩体变形模量关系

岩体变形模量是岩体工程设计最重要的参数之一,尽管其可以通过各种现场试验来获得,但因其耗时、费力、投资大,使得许多中小型工程及大型工程的初步设计阶段无法通过试验来得到这一参数。因此,许多研究者建立了诸多岩体变形模量与岩体物理力学参数或岩体质量分级之间的相关关系,如岩体变形模量与RQD、RMR分级、Q分级、岩体纵波速度等之间的关系,从而利用这些关系估算岩体变形模量。总结了已有估算岩体变形模量的各种方法,讨论了其应用条件及预测结果,重点分析了利用岩体纵波速度估算岩体变形模量的方法及存在的问题,并以玛尔挡坝址为实例,建立了相关预测公式。通过与已有估算方法的对比研究,阐明了各种方法预测结果的异同,表明其建立的估算公式与Barton等公式具有较好的一致性,可以用来估算岩体的变形模量。

溃屈型滑坡滑面强度特征及在稳定性预测中的意义——李家峡水电站初期蓄水水库滑坡预测成功原因分析

溃屈型滑坡由于滑动破坏方式的不同，滑面的物质组成有明显的差异。按照物质组成的特征对滑面强度参数进行分段试验、取值，是作好此类滑坡稳定性预测的重要环节。以李家峡水库Ⅱ号滑坡为研究实例，介绍了作者们在滑坡预测成功方面所取得的研究成果。

莲花台水电站岩溶发育特征及工程意义

根据地质调查和勘探资料,阐明莲花台水电站坝址区岩溶发育形态、规模及空间展布特征,归纳岩溶发育规律。结果表明:坝址区岩溶发育主要受岩性和地质构造控制,岩溶现象分布范围广,岩溶发育较为密集,具有垂向分带性及空间分布不均匀性的特征;岩溶发育对工程的影响主要表现在岩溶渗漏和岩溶塌陷稳定问题两个方面,岩溶渗漏可能造成电站无法达到设计正常蓄水水位,岩溶空间的存在可能引起坝基抗滑稳定问题。因此,建议设置防渗帷幕,并对坝基开挖揭露的溶洞进行换填加固及固结灌浆等工程处理措施,通过处理,可有效避免岩溶发育对工程的影响。