西藏怒江松塔水电站坝址区中缓倾角裂隙成因机制分析

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中缓倾角裂隙是峡谷岸坡岩体中常见的一种结构面,在许多水电工程中均有揭露。这种裂隙若充分发育,在有侧向结构面存在的情况下,可共同构成岩体的控制控制性边界,进而影响坝址区高边坡稳定性和坝肩岩体抗滑稳定性。所以弄清坝址区中缓倾角裂隙成因机制就显得尤为重要。本文以西藏怒江松塔水电站坝址区岩体为研究对象,在充分了解国内外研究现状的基础上,通过现场勘查和室内资料整理工作,分析研究了坝址区中缓倾角裂隙发育特征以及工程地质特征;进而通过对中缓倾角裂隙典型现象描述,将坝址区中缓倾角裂隙进行分类,并针对每种裂隙分析其成因机制;最后通过采用应变软化模型和蠕变模型对怒江河谷进行分阶段下切模拟,分析了中缓倾角成因机制和间隔分布现象。具体研究内容及成果如下:(1)中缓倾角裂隙总体特征研究1、松塔坝址区中缓倾角裂隙右岸以NNE-NEE倾SE为主,左岸以NNE-NEE倾NW为主,呈倒“八”字分布在河谷两岸。总体呈上陡下缓。2、中缓裂从坡表到山体内部的分布可明显分为多裂隙段和少裂隙段(原岩段),其中在多裂隙段中缓裂也呈间隔分布。3、中缓倾角在平硐内一般延伸长度在10m以内,其中又以1~3m裂隙居多。计算得到各平硐连通率基本在30~60%之间,说明中缓倾裂隙尚未构成底滑面,仍处于表生改造阶段。4、通过对中缓裂工程性状分析,可知坝址区大部分中缓裂为性状较好的硬性结构面。(2)中缓倾角裂隙成因机制分析1、原生型中缓倾有两种:1)岩脉侵入基岩时的隐节理在后期河谷下切中显现;2)花岗岩冷却过程中形成的席状裂隙。2、构造型中缓裂有两种:1)可能因岩浆活动引发的低角度正断缓裂;2)由里德尔切变效应产生的与陡裂伴生的中缓裂。3、表生型中缓裂有三种:1)差异卸荷回弹产生的近水平剪切裂隙;2)谷底水平应力集中产生的压剪裂隙;3)岸坡侧向卸荷形成的张性、张剪性裂隙。(3)中缓倾角裂隙成因数值模拟通过数值软件,采用分区破裂化理论和蠕变理论,利用应变软化模型和黏弹塑性蠕变模型,根据怒江河谷演化历史,对其进行分期次下切模拟,验证了河谷在下切过程中,岸坡应力场重分布,岸坡表部出现压制拉裂区和谷底坡脚的剪应力集中区,是表生型中缓倾角裂隙的主要成因。另外通过观测剪应变增量在不同下切阶段随水平方向的迁移,基本解释了坝址区中缓裂间隔分布现象。
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