叶巴滩水电站建基岩体多断层组合模式及工程影响

多断层作为叶巴滩水电站坝址区一类典型的地质缺陷,对高拱坝坝基变形、抗滑稳定的影响不容忽视。本文基于坝区断层的发育情况及基本特征,提出了多断层的概念,并从动力运动学角度分析建基岩体多断层之间的地质力学形成机制及其空间展布特征,得出叶巴滩水电站坝址区多断层的3种基本组合模式:平行雁列型、共轭剪切型、主次共生型,将建基岩体复杂的断层情况化繁为简,并结合现场勘察数据,采用定性和定量相结合的方法,对比分析了不同组合模式下断层对建基岩体质量的劣化程度,其中:共轭剪切型、主次共生型断层组合模式对岩体的劣化程度强烈,使岩体质量下降一级;平行雁列型断层组合模式对岩体的劣化程度一般,使岩体质量下降半级。同时,讨论了不同模式下断层影响途径与劣化程度的关系。研究成果为叶巴滩水电站建基岩体的开挖处理和风险防控提供了技术支撑。

考虑岩体结构面组合的区域崩塌灾害易发性评价

崩塌灾害是山区城镇和交通沿线主要的地质灾害类型,岩体优势结构面与斜坡临空面的空间组合关系是崩塌灾害失稳破坏的主要控制因素之一。针对平面滑移式、楔形体滑移式和坠落式崩塌灾害,综合考虑岩体优势结构面与斜坡临空面的空间组合模式以及岩体结构面的发育密度,提出斜坡单元内崩塌灾害发生概率的计算方法,分析崩塌灾害的易发斜坡坡向,构建适用于区域崩塌灾害易发性分析的岩体结构面组合模式评价指标体系,并以重庆市万州区铁峰乡为研究区,综合考虑崩塌灾害的岩性组合、地形坡度、植被指数(NDVI)、岩体优势结构面与斜坡坡向组合、地表水汇流影响和切坡建筑加载6个评价指标,以斜坡单元作为崩塌灾害易发性评价单元,采用人工神经网络模型对研究区崩塌灾害易发性进行定量评价。评价结果表明:地形坡度和岩体优势结构面与斜坡坡向组合是影响研究区崩塌灾害易发性的关键因素,预测模型的总体正确率AUC值为87.1%,说明模型的预测精度较高。该评价结果对研究区崩塌灾害风险管控具有指导意义。

不同粗糙度断续节理岩体直剪试验的颗粒流模拟

为了探究不同粗糙度断续节理岩体直剪试验的裂纹扩展过程及破坏模式,基于颗粒流方法,对试样施加不同法向应力,并探讨了预剪面应力演化过程。研究结果表明:根据微观裂纹的张、剪属性及其演化过程,岩桥破坏模式大体可分为5类,且与法向应力和节理面粗糙度密切相关,法向应力、节理粗糙度的增加都会促使岩桥向剪切破坏方式转变;初始翼裂纹与原节理面的夹角对法向应力变化不敏感,而随着节理粗糙度的增加而减小;在剪切过程中,预剪面上的应力分布不均匀且不断进行重分布,对于平直节理岩体剪应力主要由岩桥承担,且无论水平向还是法向,岩桥部分压应力均大于节理部分;而对于粗糙节理岩体,剪应力由节理和岩桥共同承担,且节理部分的应力均高于岩桥部分。研究成果对进一步明确断续节理岩体的力学参数有参考价值。

金属矿山矿块单元结构体组合关系研究

在岩体结构分析中常用表面迹长或其演算值表征结构面延展性,可能存在结构面的过度切割或是结构体识别不全面等问题。基于结构面表面迹长l,对其延展性进行概率分析,推导出结构体形成的概率计算式,给出不同结构面延展性下的结构体组合分类。以铜坑矿锌多金属矿体地下开采工程为背景,选择+255m中段3~#矿块单元为试验区,开展采场和矿柱区域各种可能性的结构体组合关系研究。结果表明,圆盘结构面延展性最大概率区间为[0.5l,0.8l];可将结构体组合分为最小限定组合、最大限定组合以及可变组合3种类型;试验区采场和矿柱区域存在不同的结构体组合形式,其中D6结构体区域应在开挖后及时支护,工程中应尽可能辅以多种岩体结构监测手段,以便更精确地推演出结构体组合真值。研究成果可为区域岩体的结构体组合关系分析提供参考。

基于立体投影和3DEC的某水电站裂隙岩体边坡稳定性研究

裂隙岩体边坡稳定性研究是国内外岩土工程领域研究的热点问题,传统方法在评价裂隙岩体边坡稳定性时具有诸多限制。本文以某水电站溢洪道开挖边坡为例,提出了考虑确定性结构面与随机性结构面,基于立体投影和3DEC的裂隙岩体边坡稳定性分析方法。在水电站工程地质调研的基础上,确定了优势结构面,开展了结构面力学参数的现场试验,采用立体投影方法进行了设计边坡角下边坡可能滑动模式分析;依据可能的滑动模式,建立了三维非连续地质模型与数学力学模型,进行了自然、暴雨、地震三种工况下的位移与稳定性分析。该成果为裂隙岩体边坡稳定性研究提供了一种新的高效的方法,对相似工程具有借鉴作用。