论文部分内容阅读
在对坝址区进行实际地质调查的过程中发现,坝址的平硐及坡表的岩体因为受到了强烈的风化及卸荷作用而显得较为破碎,边坡局部区域的岩体稳定性极差,有的已经发生了明显的变形破坏。这些岩体的破坏都受到了由卸荷引起的长大卸荷裂隙的切割,而这些卸荷裂隙往往都是控制边坡岩体乃至整个山体稳定性的控制性结构面,它们对坝址区边坡的稳定性做作用对工程的安全施工起到了重要的影响。为了对工程的安全施工提供参考意见,本文在的对坝址区的工程地质条件进行调查后,结合研究区地质背景,对坝址区边坡岩体的结构特性、风化特性及卸荷特征进行了分析总结,对坝址区的卸荷带进行了划分。再结合室内对岩体进行的卸荷条件的对比试验与对中坝址边坡进行的卸荷机理数值模拟详尽分析总结坝址区岩体的卸荷破坏机制,取得了以下几个成果:(1)再对坝址区左岸边坡的结构面进行统计、分类及分级后发现,中坝址左岸边坡岩体并没有Ⅰ级结构面及Ⅱ级结构面的发育迹象。Ⅲ级结构面及Ⅳ级结构面多为倾向坡外的裂隙,其倾角一般较陡。Ⅲ级结构面及Ⅳ级结构面主要在NW向及NE向发育,只有少数会在SE等方向发育。平硐的岩体一般被这些结构面切割为块状、镶嵌、碎裂、散体结构以及处于这些结构之间的岩体结构类型。(2)坝址区内的岩体都受到了程度不同的风化及卸荷作用,岩体受风化作用的强弱一般取决于岩体自身的性质,所处区域的地形地貌,分布高程等多个因素。一般来说,自身性质较好的岩体抵抗风化作用的能力也就越强;沟谷处的岩体所受到的风化作用弱于山脊处的岩体;处于高高程位置的岩体受风化作用的影响明显强于低高程位置的岩体。同时依据对坝址区岩体受卸荷作用的现象进行实地调查,结合平硐内岩体的裂隙张开度及平硐岩体声波速度两个重要的量化指标,对左岸岩体的卸荷带进行了划分。(3)依据室内对边坡岩样进行的卸荷条件下岩体性质及岩体蠕变特性的对比试验,发现岩体在卸荷条件下的变形破坏模式及蠕变特征与未卸荷岩体有着明显的不同,在卸荷条件下,岩体的变形模式由压缩变形转变为扩容变形,蠕变破坏的程度更加严重。岩体的弹性模量及泊松比等物理性质也会随着卸荷过程的进行而产生相应的变化。(4)在对坝址区岩体的地质环境进行概化后,运用数值模拟的手段对坝址区岩体在河谷下切演化而产生卸荷的过程中其应力场、位移场及塑性区的变化趋势进行了研究。主要发现岩体在卸荷过程中最大主应力值及最小主应力值都逐步减小;边坡岩体会向着临空面的方向进行运动,运动产生的位移一般随高程呈正相关关系。相应的,由岩体位移引起的塑性区覆盖面积也会逐步扩大,影响深度逐渐加深。(5)在长期的地质历史过程中,伴随着河谷的持续下切演化,地形地貌最终形成了现在的形态。坝址区边坡现有的变形破坏多数与边坡岩体的卸荷有着直接关系。岩体受卸荷作用形成的结构面往往会切割自身从而使得岩体抵抗变形破坏的能力降低从而向着临空面的方向进行运动导致破坏,甚至部分结构面会直接引起岩体的破坏。(6)边坡岩体在卸荷作用下产生的变形破坏模式主要有倾倒变形、滑动变形、浅表层滑塌及块体失稳这四种类型。其中倾倒变形、滑动变形及块体失稳可以看作是卸荷导致岩体破裂从而直接引起的变形破坏,而浅表层滑塌主要是岩体在第一次变形破坏之后形成的物质、地形地貌等因素影响下的二次破坏。