• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      阿拉溝水庫邊坡變形機理分析及治理措施研究

      2022-07-26 01:39:34
      關(guān)鍵詞:變形體后緣蓄水

      彭 明

      (吐魯番市阿拉溝水庫運行調(diào)度中心,新疆 吐魯番 838100)

      1 項目概況

      阿拉溝水庫樞紐位于新疆托克遜縣阿拉溝河上,是一座綜合防洪、供水、灌溉功能的Ⅲ等中型控制性樞紐工程。主要由水庫大壩、右岸開敞式溢洪道、導(dǎo)流洞和左岸輸水隧洞組成,壩址以上流域面積為1842 km2,總庫容4450萬m3,最大壩高105.26 m,為吐魯番市建成的最高的瀝青混凝土心墻堆石壩,壩前最大水深84.50 m,水庫正常蓄水位944.50 m、設(shè)計洪水944.60 m、校核洪水位947.80 m。

      工程于2009年11月開工,2014年11月下閘蓄水,至2016年10月水位逐步升高至942.00 m 后下降,其間大壩左岸上游邊坡向庫面邊坡發(fā)生小規(guī)模崩岸塌坡;此后庫水位在916.00~932.00 m 間變動,邊坡變形增大明顯,臨水坡面崩塌持續(xù)發(fā)生;2018年8月水庫以1.2~1.5 m/d泄水,9月中旬起水庫空庫運行至今。

      2 邊坡變形機理分析

      2.1 邊坡變形體現(xiàn)狀

      邊坡變形體下游邊界距大壩約600 m,順河向長約425 m,垂直河流方向?qū)捈s375 m,鉛直方向上高程在1100 m以下。左庫岸邊坡變形體前緣臨水坡面已形成連續(xù)的崩塌區(qū),變形體所處山坡表部拉裂縫縱橫交錯,后緣拉裂明顯,后緣下游側(cè)垂直錯距一般3~5 m,變形體存在整體失穩(wěn)的可能。

      邊坡變形體上、下游各見有一條破裂面分界線,上游邊界面受J2節(jié)理控制,下游邊界面受F1斷層控制;底界面為一不連續(xù)變形剪切破碎帶,延伸方向受J3節(jié)理面控制,厚2~3 m,在邊坡前緣的出露高程介于917~940 m,上游略高于下游。界線以內(nèi)巖體拉裂變形嚴重,裂縫縱、橫交錯,部分已解體,與變形體外差別明顯,分界線以外巖體較完整。上游破裂邊界線上游受強烈變形區(qū)影響,有一變形影響區(qū),地表亦出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象,并逐漸過渡到正常山體。

      2.2 邊坡變形體分區(qū)及變形特征

      左庫岸邊坡處于擠壓變形階段,變形體前端抗滑部分受擠壓后產(chǎn)生破裂、崩塌,中后部剪切面貫通,后緣出現(xiàn)弧形拉裂,局部出現(xiàn)塌滑現(xiàn)象,滑坡的微地貌特征相繼出現(xiàn),外力作用下可能過渡到整體滑動失穩(wěn)階段。采用平行剖面法計算,邊坡變形體體積約為3.94×106m3,包含變形影響區(qū)的總體積約為5.66×106m3。假定在水庫放空工況下,進行上游節(jié)理面和前緣結(jié)構(gòu)面級參數(shù)反演,反演斷面采用縱1~縱5。根據(jù)變形破壞特征,邊坡變形體可以分為①崩塌堆積區(qū)、②崩塌坍落區(qū)、③中部拉裂區(qū)、④后緣沉陷區(qū),以及⑤變形影響區(qū),分區(qū)如圖1所示。

      圖1 邊坡變形體分區(qū)、觀測點及地質(zhì)縱剖面示意圖

      2.3 邊坡變形模式分析

      水庫上游左庫岸變形邊坡體后緣結(jié)構(gòu)面較陡,沿結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生較大的下滑力,前緣結(jié)構(gòu)面較平緩,是相對阻滑段;后緣已產(chǎn)生明顯垂直位移,而前緣垂直位移相對較??;在邊坡變形初期,邊坡右前方首先出現(xiàn)沉降,邊坡左下游側(cè)則出現(xiàn)普遍抬升,表明該部位出現(xiàn)明顯的擠脹變形,發(fā)生擠脹變形的推動力主要來自邊坡后緣的重力作用;變形邊坡體周邊變形較中部更嚴重。綜上,阿拉溝水庫左岸變形體蓄水前變形不顯著;在邊坡變形初期(蓄水至925 m左右)由于變形體前緣巖體及結(jié)構(gòu)面被庫水浸泡發(fā)生軟化,導(dǎo)致在邊坡前緣出現(xiàn)向水庫一側(cè)的崩塌及牽引式變形,并因此降低了邊坡前緣的抗滑力;邊坡變形后期(水庫蓄水至940 m高程時)變形體在后緣下滑力的持續(xù)推動及各種外因(如地震、雨水浸潤、庫水突降導(dǎo)致動水壓力增加等)綜合作用下,位移發(fā)生突變,表現(xiàn)為邊坡中部變形大兩端逐漸減小的邊坡整體滑移模式。目前后緣上、下游邊界面已經(jīng)貫通并產(chǎn)生了明顯位移,變形體處于擠壓變形階段。

      2.4 邊坡變形體穩(wěn)定性計算

      左岸變形邊坡本屬塊體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)的巖質(zhì)邊坡,由于變形開裂,中上部巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)、塊裂結(jié)構(gòu)、碎塊結(jié)構(gòu)等,對水下的變形體前緣內(nèi)部順坡向的緩傾角節(jié)理面 J3進行參數(shù)反演,采用不平衡推力傳遞法進行穩(wěn)定性計算,如式(1)~式(5),成果如表1。

      (1)

      (2)

      Ti=(Wi+Vi)sinαi+Qicosαi

      (3)

      (4)

      (5)

      表1 邊坡變形體穩(wěn)定性系數(shù)計算成果

      可知該變形邊坡在水庫放空時平均穩(wěn)定性系數(shù)為1.05;在正常蓄水位及不考慮地震影響時穩(wěn)定系數(shù)為1.00;考慮6度地震影響時穩(wěn)定系數(shù)為0.97,兩種工況下均不滿足巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性要求,存在整體滑動的可能。

      3 邊坡治理方案研究

      在邊坡變形體上設(shè)置五個觀測點監(jiān)測數(shù)據(jù),位置如圖1所示(▲標志處),根據(jù)各監(jiān)測點累計位移變化和相對位移變化,可知水庫放空后邊坡變形幅度趨緩,直至處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),但未收斂。繼續(xù)蓄水,變形體邊坡將繼續(xù)加劇變形甚至局部或整體失穩(wěn)的可能。

      3.1 邊坡處理設(shè)計方案

      邊坡變形解體嚴重,坡高面陡,潛在結(jié)構(gòu)面深埋,交通條件和施工作業(yè)環(huán)境惡劣,錨固、阻滑等措施實施條件差。采用削坡減載的治理措施,將開挖棄渣置于邊坡坡腳,形成自然休止坡面,減小變形邊坡下滑力。擬定削坡減載范圍考慮基本包含已產(chǎn)生拉裂縫的區(qū)域,削坡減載區(qū)域上游及頂部邊界位于變形影響區(qū)邊界線與嚴重變形區(qū)邊界線之間;下游邊界位于嚴重變形區(qū)邊界線附近;底部設(shè)置平臺。底部平臺高程根據(jù)變形體底部邊界及現(xiàn)狀地貌擬定三個方案進行比選,各方案上部削坡方式相同,各方案正常水位工況變形邊坡穩(wěn)定計算成果見表2。

      表2 各方案正常水位工況變形邊坡穩(wěn)定計算成果

      3.2 二維抗滑穩(wěn)定計算分析

      邊坡底滑面出露高程較高,開挖渣料在坡腳難以對邊坡形成有效壓重,故邊坡穩(wěn)定計算時不考慮開挖渣料的壓重作用。三方案經(jīng)過剖面法計算后所得安全系數(shù)見表3。計算表明,不考慮開挖渣料的壓重作用下,方案一各種工況均滿足3級邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)要求;方案二最不利工況正常水位+8度地震下邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)略小于規(guī)范要求;方案三安全系數(shù)均不滿足規(guī)范要求,方案一較方案二多出2%~3%的安全冗余??紤]該變形邊坡距離大壩等樞紐建筑物距離近,邊坡失穩(wěn)危害大,選定方案一。

      表3 三方案組合工況下邊坡安全系數(shù)

      續(xù)表3

      3.3 三維有限元穩(wěn)定計算復(fù)核

      利用BIM軟件Microstation和GEOPAK完成了左岸邊坡三維幾何模型的建立,有限元計算模型如圖2所示。

      圖2 邊坡變形體三維幾何模型及有限元計算模型

      采用有限元強度折減法對阿拉溝水庫工程左岸現(xiàn)狀邊坡整體穩(wěn)定性進行分析,得到三維整體邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),削坡減載后左岸邊坡在各工況下的安全系數(shù)隨位移突變關(guān)系如圖3所示。

      圖3 各工況下邊坡變形體安全系數(shù)隨位移突變關(guān)系

      可知8度地震工況下水平位移在安全系數(shù)為1.08附近發(fā)生突變,此時邊坡的塑性貫通區(qū)貫通,可認定此時邊坡發(fā)生破壞,即該工況下邊坡的安全系數(shù)為1.08,各工況的安全系數(shù)如表4所示。計算結(jié)果表明,本變形邊坡在擬定的方案一削坡減載措施下邊坡穩(wěn)定性均滿足設(shè)計要求。

      表4 削坡減載后邊坡各工況安全系數(shù)

      3.4 邊坡應(yīng)力應(yīng)變分析

      在數(shù)值模型的基礎(chǔ)上,增加開挖、壓腳和水庫蓄水過程的模擬,對以下11個工況進行了模擬分析:天然工況,模擬邊坡自重應(yīng)力場;邊坡開挖至1100 m高程;開挖至1080 m;開挖至1060 m;開挖至1040 m;開挖至1020 m;開挖至1000 m;蓄水至925 m高程;蓄水至930 m;蓄水至935 m;蓄水至940 m。

      開挖模擬結(jié)果表明:①現(xiàn)狀變形體上拉應(yīng)力區(qū)范圍主要分布于1050~1100 m高程,隨著原有拉應(yīng)力區(qū)被挖除,在開挖底面與自然邊坡相交附近又出現(xiàn)了拉應(yīng)力集中區(qū)。②由開挖引起回彈變形,開挖至不同高程位移分布規(guī)律基本一致,量值有所變化,開挖至1100 m、1080 m、1060 m、1040 m高程最大位移分別為3.46 cm、7.74 cm、12.10 m、14.43 cm;結(jié)構(gòu)面對變形分布有較大影響,在F1斷層及底滑面附近出現(xiàn)明顯變形不連續(xù);整體而言邊坡位移場分布模式符合一般規(guī)律。③塑性區(qū)主要分布于邊坡表面、F1斷層和J3底滑面,隨著邊坡開挖原有塑性區(qū)被挖除,在新的開挖底面靠近自然邊坡一側(cè)會出現(xiàn)新的塑性屈服區(qū)。

      蓄水模擬結(jié)果表明:①邊坡蓄水后對邊坡應(yīng)力分布規(guī)律影響較小,量值略有變化,拉應(yīng)力分布范圍略有擴大。②蓄水后邊坡位移分布形式與開挖至1000 m工況基本一致,蓄水對邊坡整體變形影響不大,處理措施對變形起到了良好控制作用。③蓄水后邊坡塑性區(qū)分布規(guī)律與開挖至1000 m工況基本一致,蓄水后部分底滑面位于水下,參數(shù)降低,導(dǎo)致開挖底面與自然坡面相交處附近的塑性區(qū)范圍擴大,蓄水對塑性區(qū)分布范圍有一定影響,并隨著蓄水高程增高逐漸增大。

      4 結(jié) 論

      (1)左庫岸邊坡變形體后緣上下游邊界面已經(jīng)貫通,并產(chǎn)生了明顯位移,變形體處于擠壓變形階段;邊坡穩(wěn)定不滿足巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性要求;上游左庫岸變形邊坡體規(guī)模大,邊坡存在整體滑動失穩(wěn)的問題;邊坡變形體距離大壩樞紐等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)較近,滑坡導(dǎo)致涌浪可能越過壩頂,危及大壩安全。

      (2)經(jīng)二維抗滑穩(wěn)定計算和三維有限元穩(wěn)定計算復(fù)核,可知上述邊坡治理方案對邊坡整體應(yīng)力、變形和塑性區(qū)分布均有良好控制作用。施工中原有拉應(yīng)力、塑性區(qū)集中區(qū)的挖出,在開挖底面和自然坡面交匯處附近有新的拉應(yīng)力、塑性區(qū)集中區(qū)出現(xiàn),應(yīng)注重該部位的加固與監(jiān)測。

      猜你喜歡
      變形體后緣蓄水
      2022年巴西水電站水庫蓄水率達50%
      BRJ山口水庫右岸變形體穩(wěn)定性分析與探討
      西藏在建大型水電站工程通過蓄水驗收
      四川副子梁山體(上坡)變形體穩(wěn)定性分析及處治方案
      西部地區(qū)水電工程傾倒變形體分布規(guī)律及發(fā)育條件研究
      機翼后緣連續(xù)變彎度對客機氣動特性影響
      柔性后緣可變形機翼氣動特性分析
      TNF-α和PGP9.5在椎體后緣離斷癥軟骨終板的表達及意義
      北京20座下凹式立交橋汛前可蓄水
      雨水集流微蓄水技術(shù)的實施
      鄱阳县| 若尔盖县| 房产| 蓬溪县| 科尔| 宝鸡市| 斗六市| 泰兴市| 龙海市| 革吉县| 隆林| 托克托县| 大同县| 滦平县| 前郭尔| 阿坝| 祥云县| 毕节市| 封开县| 焦作市| 临高县| 平果县| 绵阳市| 宝丰县| 常宁市| 四会市| 阜平县| 黄龙县| 监利县| 兰考县| 长丰县| 吴江市| 墨竹工卡县| 兴安县| 婺源县| 巴塘县| 土默特右旗| 岑溪市| 虹口区| 浦县| 深圳市|