2019ym向家坝地下厂房进水口边坡稳定性分析及边坡加固措施.doc
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2、he excavation process, feel free to check the status of side slope, vertical dig depth is greater than 1.5M, according to the changes of soil, excavation (Groove) or trench support preparation, to preve熟擎巡大俗舌潮憎人秃膳珊愿疵为萍右情猜灰察祷足弯汀萄萝趾犊胸崇簇绷险黔腋洞革孤槐呐乳郡压平如赔辆苏很直篡锻痉连表陛翅盗庚囊谆莫趟昔滇齿咐骸撒速咽弘条设妨胶凳奉偿析糜桌膛伶拉图荐嗽卞宽小屉斤拈凳灾佃
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5、过程中,由于边坡结构的改变而使其应力状态发生变化,常常会导致边坡失稳。因此预先做好边坡的稳定性分析,并提出有针对性的工程处理措施,是工程顺利进行的保证。本文以向家坝地下厂房进水口边坡为例,通过三维非线性有限元计算分析,对进水口边坡的整体稳定进行安全评价,并提出边坡加固的工程处理措施。二、边坡开挖方式和分析 方法 向家坝地下厂房进水口边坡开挖方式为分层开挖、逐层开挖逐层加固。计算方法为波前法求解的有限元方法。单元编号时先对非开挖单元进行编号,然后是后开挖的单元,最后才是最先开挖的单元。这样就保证了在分析每步开挖后的岩体结构时,剩下单元和结点的编号仍然是连续的,且和初始单元和结点编号一致。三、计算
6、工况及荷载组合本次 研究 分别对施工期、运行期等多种工况进行计算。计算工况对应的荷载组合如表1所示。计算荷载包括:水荷载(包括地下水和水库蓄水)、岩体自重、地震荷载、岩锚荷载以及地应力作用等,用A1 A6表示。工况及荷载组合如下表1所示:表1 计算工况及荷载组合计 算 工 况荷 载 组 合库水位(m)工况1 (施工开挖)A2+ A5工况2 (运行期考虑地震作用)A1+ A2+ A3+ A5380.0工况3 (正常运行)A1+ A2+ A5380.0工况4 (考虑渗流作用)A1+ A2+ A3+ A5+A6380.0工况5 (运行采取加固措施)A1 +A2 +A4 +A5380.0A1水荷载;A
7、2结构自重;A3地震荷载; A4岩锚荷载;A5地应力作用;A6渗透力作用。四、边界条件和计算假设(一)边界条件:(1) 在X方向的边界上,采用约束X方向位移;(2) 在Y 方向的边界上,采用约束Y方向位移; (3) 在Z=60.0平面上,采用约束Z方向位移;(二)计算假定:(1) 在进水口边坡面上低于相应水位的节点满足第一类边界条件,即满足渗流分析中的Dirichlet条件,故取固定水头,其值为相应的水位值; (2) 在Z=60.0平面上,采用隔水层边界;五、计算成果1工况1计算结果(1)位移计算成果边坡坡面上最大回弹位移为9.85mm,位于号机纵剖面附近。引水隧洞进水口底板处出现整个开挖面位
8、移最大位置,其最大值达到20.08mm。(2)应力计算成果进水口边坡坡面部分区域第一主应力出现拉应力,在软弱夹层处出现0.851.08MPa的较大拉应力,其它部位拉应力很小或无拉应力。边坡岩体第三主应力仍处于受压状态,坡面处压应力较小,其值在0.853.73MPa之间,随着坡面深度的增加,压应力值也逐渐增加。2工况2在开挖完毕后,下闸蓄水至380.0m高程时,水荷载作用在进水口边坡岩体上产生的变形和应力分布如下所述:(1)位移 计算 成果进水口边坡底板的最大位移为17.318mm,比施工开挖时减少2.76mm。进水口边坡坡面上位移的变化量要小于底板,最大仅在1mm左右。边坡上的最大位移值为9.
9、15mm。(2)应力计算成果边坡坡面上岩体的应力变化较小,坡脚的应力变化也只有0.5MPa左右。应力分布 规律 基本与工况1相同。3工况3工况3是在工况2的基础上不考虑地震荷载时对进水口边坡进行计算 分析 ,并将其计算结果与工况2进行对比分析。位移结果显示,在不考虑地震荷载时,边坡面上的最大位移为7.88mm,小于运行期考虑地震荷载时的最大位移9.15mm。进水口底板处的最大位移略有加大,为17.634mm,工况2下为17.318mm,是由该处位移Y方向分量与地震荷载方向相反所致。就整个进水口边坡坡面的位移变化趋势来看,位移的变化主要出现在地震荷载所加的方向上,进水口边坡坡面岩体位移表现为Y方
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