柘溪水電站

進(jìn)水口邊坡穩(wěn)定分析及數(shù)值模擬報告人：胡浩專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)老師：劉正才教授2

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定影響因素分析及綜合評價柘溪水電站進(jìn)水口邊坡安全監(jiān)測研究

柘溪水電站進(jìn)水口邊坡數(shù)值模擬分析3圖1柘溪水電站進(jìn)水口邊坡示意圖4柘溪水電站進(jìn)水口邊坡安全監(jiān)測研究柘溪水電站進(jìn)水口巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性綜合評價

柘溪水電站進(jìn)水口邊坡數(shù)值模擬分析

主要研究內(nèi)容水電工程--高陡巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)--邊坡事故--巨大危害，水電站進(jìn)水口邊坡的穩(wěn)定性研究。本文以柘溪水電站為背景，對其進(jìn)水口邊坡進(jìn)行以下研究。進(jìn)水口邊坡開挖穩(wěn)定綜合評價5進(jìn)水口正向坡大角度斜交，開挖坡比略，無斷層切割，無貫穿性結(jié)構(gòu)面，整體較穩(wěn)定；進(jìn)水口右側(cè)坡層狀碎裂結(jié)構(gòu)、層間錯動和節(jié)理，不具備整體滑動的邊界條件。節(jié)理和層面組合的不穩(wěn)定性楔形體規(guī)模不大，采取支護(hù)能保證邊坡穩(wěn)定。反向坡、巖性堅硬致密、弱風(fēng)化。層間錯動與節(jié)理，不具備整體滑坡的邊界條件。節(jié)理和層面組合的不穩(wěn)定性楔形體規(guī)模不大，邊坡穩(wěn)定性較好。進(jìn)水口左側(cè)坡6監(jiān)測網(wǎng)及監(jiān)測儀器

水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)圖7柘溪水電站施工控制網(wǎng)垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)圖8擴(kuò)機(jī)工程水準(zhǔn)控制網(wǎng)柘溪水電站進(jìn)水口邊坡安全監(jiān)測研究7

多點位移計埋設(shè)鋼筋計埋設(shè)圖9多點位移計圖10鋼筋計8

多點位移計：進(jìn)水口邊坡內(nèi)觀資料分析位移量較小，1-1，2-2，4-4斷面≤10mm；3-3斷面因地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較破碎，位移值稍大，且受施工因素影響也較大。圖111-1剖面多點位移計圖123-3剖面多點位移計9錨桿應(yīng)力計：邊坡開挖后錨桿應(yīng)力值有較大的增加，邊坡開挖完成后錨桿應(yīng)力值趨于穩(wěn)定，受溫度和降水的影響而上下波動。圖131-1剖面錨桿計過程線圖143-3剖面錨桿計過程線10

預(yù)應(yīng)力錨索：從圖可知，預(yù)應(yīng)力錨索施工后預(yù)應(yīng)力值都有較大損失，開挖完成后荷載值在一定范圍內(nèi)呈正弦波動。圖151-1剖面錨索變化過程線圖163-3剖面錨索變化過程線11進(jìn)水口外觀資料分析

水平位移：進(jìn)水口邊坡目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，正向坡僅有微弱的向河心方向的位移，其測值變化主要受觀測精度影響。圖17LD02水平位移圖18LD07水平位移圖19LD10水平位移豎向位移：12邊坡開挖完成后觀測點的沉降值緩慢的增大，最大沉降值為-20mm,為測點LD07，可能原因是3-3剖面為層狀破碎巖體結(jié)構(gòu)受開挖爆破的影響邊坡變形較大；其他測點的沉降值都較小。圖20測點高程位移變化過程線測斜孔觀測數(shù)據(jù)：13邊坡在開挖完成后沒有明顯的錯動，最大水平位移為8mm，出現(xiàn)在邊坡深度19-20m處，對應(yīng)高程為185m；其他深度各點的位移變化很小，在一定范圍內(nèi)變化，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖211-1剖面測斜孔觀測數(shù)據(jù)14柘溪水電站進(jìn)水口邊坡數(shù)值模擬分析

剖面1-1數(shù)值結(jié)果分析剖面3-3數(shù)值結(jié)果分析監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值結(jié)果比較錨桿加固效果分析15剖面1-1數(shù)值結(jié)果分析邊坡開挖豎向位移圖邊坡開挖水平位移圖圖221-1剖面開挖豎向位移云圖圖231-1剖面開挖水平位移云圖16邊坡開挖豎向應(yīng)力圖邊坡開挖水平應(yīng)力圖圖241-1剖面開挖豎向應(yīng)力云圖圖251-1剖面開挖水平應(yīng)力云圖17剪應(yīng)變增量圖261-1剖面開挖剪應(yīng)變增量云圖183-3剖面數(shù)值結(jié)果分析邊坡開挖豎向位移圖邊坡開挖水平位移圖273-3剖面開挖豎向位移云圖圖283-3剖面開挖水平位移云圖邊坡開挖豎向應(yīng)力圖19邊坡開挖水平應(yīng)力圖圖293-3剖面開挖豎向應(yīng)力云圖圖303-3剖面開挖水平應(yīng)力云圖剪應(yīng)變增量20圖313-3剖面開挖剪應(yīng)變增量圖21監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果比較多點位移計監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬位移對比表監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果監(jiān)測點數(shù)值（mm）監(jiān)測點數(shù)值（mm）JM41-2-17.14HIST36.88JM41-2-24.6HIST46.35JM41-2-33.8HIST55.3JM41-2-42.0HIST64.4表1高程206m多點位移計監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬位移對比表監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果監(jiān)測點數(shù)值（mm）監(jiān)測點數(shù)值（mm）JM41-1-14.8HIST137.28JM41-1-22.0HIST146.1JM41-1-31.0HIST155.1JM41-1-41.0HIST163.8表2高程166m多點位移計監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬位移對比表錨桿應(yīng)力數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果22監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果監(jiān)測點數(shù)值（MPa）監(jiān)測點數(shù)值（MPa）JAS1-12140HIST41133JAS1-1112HIST442.2JAS1-1070HIST4753.2JAS1-930HIST5022.2JAS1-823HIST5336.7JAS1-710HIST6653.1JAS1-440HIST6932JAS1-3170HIST82159表3實測錨桿應(yīng)力和數(shù)值模擬結(jié)果對比表錨索軸力和數(shù)值模擬結(jié)果監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果監(jiān)測點數(shù)值（kN）監(jiān)測點數(shù)值（kN）JPR1-21740HIST571918JPR1-12050HIST731940表4實際監(jiān)測錨索數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果對比表深斜孔水平位移和數(shù)值模擬結(jié)果23

測孔編號監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果數(shù)值（mm）深度（m）數(shù)值（mm）深度（m）JIN1-1-3.20-7.130JIN1-1-1.85-6.765JIN1-11.710-6.4610JIN1-1-315-6.2615JIN1-1-820-6.0420JIN1-1-3.125-5.7325JIN1-1-3.330-5.330JIN1-1-2.832-4.7132表5實際監(jiān)測深斜孔數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模擬結(jié)果對比表24錨桿及錨索加固效果研究塑性區(qū)大小不加支護(hù)加支護(hù)加錨桿和錨索支護(hù)后塑性區(qū)面積大大減少，沒有出現(xiàn)貫通。圖32不同工況開挖邊坡塑性區(qū)剪應(yīng)變增量25不加支護(hù)加支護(hù)從圖中可知不加錨桿支護(hù)后的剪應(yīng)變增量區(qū)明顯較大，剪應(yīng)變增量值也有所加大，特別是在第四直坡和第五直坡處形成了剪應(yīng)變增量貫通帶，有形成滑坡的危險。加支護(hù)后剪應(yīng)變增量區(qū)大大減少，支護(hù)達(dá)到了很好的效果。圖33不同工況開挖剪應(yīng)變增量圖邊坡監(jiān)測點位移變化26在錨桿長度范圍內(nèi)的監(jiān)測點位移值大大減少，監(jiān)測點13；超出錨桿長度范圍對監(jiān)測點的位移影響較小，監(jiān)測點14，15。圖34不同工況下監(jiān)測點位移圖27總結(jié)本文采用安全監(jiān)測和有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法對柘溪水電站進(jìn)水口邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，得到了以下結(jié)論：穩(wěn)定性影響因素：地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)及施工方法等，其中施工方法為主要因素。邊坡內(nèi)力和變形在開挖階段變化較大，開挖完成后趨于穩(wěn)定，溫度和降水量有一定影響，但無突變現(xiàn)象。監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果較吻合。