锦屏一级水电站右坝肩绿片岩连通特征及抗滑稳定性初步分析

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锦屏一级水电站坝址区河谷狭窄,谷坡陡峻,边坡相对高差最大可达1000-1700m,坡度30-90°,主要由三叠统杂谷脑组第三段的变质砂岩、板岩(T2-3z3)及第2段的大理岩夹片岩(T2-3z2)等构成,地层相变较大,地质构造复杂,地应力水平较高。坝址区右岸为顺向坡,由大理岩夹绿片岩组成,总体上边坡稳定条件较好,但也存在局部稳定性问题和地质缺陷。绿片岩根据岩石中绿泥石、云母及石英含量进一步分为方解石绿泥石片岩和绿泥石石英片岩,两者的新鲜岩石湿抗压强度分别在25~50Mpa及40~60Mpa,较之其它基岩相对较低。特别是方解石绿泥石片岩以片理发育、富含绿泥石、性软、较疏松、具滑感和易风化为特征,成为影响坝区右岸坝肩稳定的不利因素。正确评价绿片岩的发育特征,对坝肩的稳定性和可靠性作出评价具有重要的意义。鉴于此,作者在导师的指导下,结合自己所参加的锦屏一级水电工程科研实践,以“锦屏一级水电站右坝肩绿片岩连通特征及抗滑稳定性初步分析”为硕士论文选题,开展论文的研究工作,以期获得对工程有益的成果以及对类似工程具有指导意义的研究方法和手段。本文在全面系统地介绍了坝区的地形地貌、地层岩性、地质构造、风化卸荷、地下水等地质条件,在了解绿片岩所处的特定地质环境的基础上,系统阐述锦屏一级水电站右岸绿片岩发育特征,并提出绿片岩的连通率值,最后对右坝肩的抗滑稳定性进行评价。具体研究内容及成果如下:(1)右坝肩绿片岩工程地质特征研究:以可研平硐、右岸坝基(包含上下游边坡)、右岸地下厂房及电站进水口边坡绿片岩的编录资料和建基面绿片岩的回弹测试、声波测试资料为基础,采用作图(平切图、剖面图)和统计方法,对绿片岩的发育层位、形态与规模、物质组成与结构、风化特征、力学性质等进行统计,分析右坝肩绿片岩的基本工程地质特征。(2)右坝肩绿片岩连通率研究:将绿片岩看作裂隙型结构面,拟采用以下三种方法对绿片岩的连通率特征进行研究:一是,以可研追踪平硐、坝基及开挖边坡揭示的全迹长绿片岩资料,分析绿片岩的长度、间距的概率(频度)分布特征,并采用基于全迹长的带宽投影法计算右岸主要层位的绿片岩连通率;二是,对可研平硐、灌排洞及右岸厂房揭示的绿片岩,采用基于不确定性模型迹长估计方法,确定连通率;三是,以绿片岩间距、长度、倾向、倾角的实测频度分布为基础,借助与用于裂隙网络模拟的蒙特卡罗方法,对右坝肩绿片岩的空间分布进行模拟,进而采用带宽投影法计算各个层位的绿片岩的连通率。在上述研究的基础上,给出右坝肩主要层位的连通率建议值。(3)右坝肩抗滑稳定性分析:首先根据右坝肩断层及裂隙、绿片岩的发育特征,分析右坝肩抗滑稳定性边界条件,确定各种不利组合;结合坝区岩体及结构面岩体力学参数研究成果,确定各边界的综合参数;进而,采用刚体极限平衡分析法对各种工况下右岸坝肩抗滑稳定性进行计算和分析,对右坝肩抗滑稳定性进行评价。
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