›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S1): 328-333.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

复杂地质条件下多结构面对重力坝坝基稳定性的影响及处理

李美蓉1, 2,陈 媛1, 2,张 林1, 2,杨宝全1, 2   

  1. 1. 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,成都 610065;2. 四川大学 水利水电学院,成都 610065
  • 收稿日期:2013-11-08 出版日期:2014-06-10 发布日期:2014-06-20
  • 通讯作者: 陈媛,女,1973年生,博士,副教授,主要从事水工结构工程教学和研究工作。E-mail: chenyuan8899@163.com? E-mail:limeirong0803@163.com
  • 作者简介:李美蓉,女,1990年生,硕士研究生,主要从事水工结构工程及其基础工程方面的研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金面上项目资助(No. 51379139);国家自然科学基金青年基金资助(No. 51109152);四川大学青年教师基金资助(No. 2012SCU11061)。

Impacts of multi-structural planes on gravity dam foundation stability and treatment under complex geological conditions

LI Mei-rong1, 2, CHEN Yuan1, 2, ZHANG Lin1, 2, YANG Bao-quan1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Development and Protection, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 2. College of Water Resources and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China
  • Received:2013-11-08 Online:2014-06-10 Published:2014-06-20

摘要: 武都重力坝坝基地质条件复杂,发育有断层、层间错动带等多种不利地质构造,且结构面相互交错组合形成多条潜在滑移面,坝基深层抗滑稳定问题突出。为了研究多结构面对坝基深层抗滑稳定的影响及加固处理,结合武都重力坝19#坝段,建立了三维数值模型进行有限元分析。首先,对坝基中各软弱结构面的力学参数进行敏感性分析,研究影响坝基稳定的主要因素,揭示了坝踵处倾向下游的10f2、F31断层对坝基抗滑稳定影响较大,应进行重点加固处理。在该基础上,在断层10f2、F31拟定不同深度的混凝土置换,对断层置换混凝土的深度进行敏感性分析,得出不同置换深度下坝基的超载稳定安全系数。结果表明,断层10f2、F31的置换深约19 m时可以达到良好的加固效果,位移和应力值得到良好的改善,坝基塑性区域明显减小,抗滑稳定安全系数得到明显提高,并满足设计规范要求。研究成果对武都重力坝工程的加固处理提供了重要的科学依据,对类似工程的稳定分析与加固处理具有参考价值。

关键词: 重力坝坝基稳定, 多结构面, 混凝土置换, 敏感性分析, 有限元计算

Abstract: Foundation of Wudu gravity dam has the complex geological conditions, developed many adverse geological structures including faults and interbed shear zones. The stability of dam foundation is very serious due to the potential natural sliding paths formed by these interlaced planes. In order to study the impacts of multi-structural planes on foundation stability and reinforcement measures, a 3D numerical computation is conducted to analyze the typical dam section #19 of Wudu project by means of finite element method(FEM). First, the sensibility analysis is performed to study the impacts of various weak structural planes on stability. It reveals that the dam stability is severely affected by faults 10f2 and F31 incline downstream from dam heel, and the reinforcement measures should be taken and focus on the faults 10f2 and F31. On this basis, another sensibility analysis of concrete replacement depth is also conducted. Through varying the concrete replacement depths for faults 10f2 and F31, the corresponding safety factors are obtained. Results show that the reasonable replacement depth for faults 10f2 and F31 is about 19 m which can achieve favorable reinforcement effect; deformation and stress of dam have been improved; plasticity states of the dam foundation has been significantly reduced; the safety factor of anti-sliding stability is significantly improved; and the requirement of design specification is satisfied simultaneously. These research results provide an important scientific basis for the reinforcement of Wudu project, and also have the reference value for the stability analysis and reinforcement treatment of other similar projects.

Key words: stability of gravity dam foundation, multi-structural planes, concrete replacement, sensibility analysis, finite element calculation

中图分类号: 

  • TV 64
[1] 周雄雄, 迟世春, 贾宇峰, 谢芸菲, . 高土石坝填筑过程的精细化模拟方法[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 443-450.
[2] 王之东, 黎立云, 陈 滔, 刘兵权, . 矿柱岩爆模型试验中能量释放研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 177-185.
[3] 郭重阳,李典庆,曹子君,高国辉,唐小松. 考虑空间变异性条件下的边坡稳定可靠度高效敏感性分析[J]. , 2018, 39(6): 2203-2210.
[4] 陈卫忠,马永尚,于洪丹,龚 哲,李香玲,. 泥岩核废料处置库温度-渗流-应力耦合参数敏感性分析[J]. , 2018, 39(2): 407-416.
[5] 张永杰,夏旖琪,冯夏庭,王桂尧,. 陡坡段双桩-柱基础简化计算方法及影响因素分析[J]. , 2017, 38(6): 1705-1715.
[6] 曾超峰,薛秀丽,郑 刚,. 软土区基坑预降水引起支护墙侧移的典型参数影响研究[J]. , 2017, 38(11): 3295-3303.
[7] 曾超峰,薛秀丽,郑 刚,. 软土地基渗透性条件对基坑预降水过程中支护墙侧移的影响研究[J]. , 2017, 38(10): 3039-3047.
[8] 邹 飞,龙万学,李 亮,. 楔形刀具侵入岩石损伤破坏影响因素的理论分析及数值模拟[J]. , 2016, 37(7): 2101-2108.
[9] 谌文武,毕 骏,马亚维,刘 伟,江 耀, . MK模型的拟合方程和预测方程在土-水特征曲线中的应用及参数敏感性分析[J]. , 2016, 37(11): 3208-3214.
[10] 雷 勇,刘 泽. 基于H-B准则的公路桥梁桩基嵌岩深度计算[J]. , 2015, 36(2): 457-462.
[11] 曹国福,徐 兵,王茂胜,姚顺雨,刘 丽,刘益锋. 圈围工程中高强有纺土工布加筋垫层变形试验研究[J]. , 2014, 35(S1): 238-244.
[12] 宋卫东 ,曹 帅 ,付建新 ,江国建 ,吴 锋,. 矿柱稳定性影响因素敏感性分析及其应用研究[J]. , 2014, 35(S1): 271-277.
[13] 单 博,陈剑平,王 清. 基于最小熵理论和未确知测度理论的泥石流敏感性分析[J]. , 2014, 35(5): 1445-1454.
[14] 王玉赞,迟世春,邵 磊,杨昕光. 堆石料残余变形特性与参数敏感性分析[J]. , 2013, 34(3): 856-862.
[15] 文畅平. 多级支护边坡屈服加速度及因素敏感性分析[J]. , 2013, 34(10): 2889-2897.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 杨 光,孙 逊,于玉贞,张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[3] 闻世强,陈育民,丁选明,左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[4] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[5] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[6] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[7] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[8] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[9] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
[10] 胡 存,刘海笑,黄 维. 考虑循环载荷下饱和黏土软化的损伤边界面模型研究[J]. , 2012, 33(2): 459 -466 .