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边坡稳定性是山区河流大型水电建设中的主要工程地质问题之一,研究边坡的稳定性对于工程施工的顺利开展及工程建成后充分发挥工程综合效益具有重要意义。孟底沟水电站拟定坝型为双曲混凝土拱坝,拟定最大坝高201m。本文在大量现场地质调研基础上,分析了左坝肩边坡岩体结构特征,系统研究了边坡岩体质量分级和结构面工程地质分类及其配套的物理力学参数,结合边坡出现的变形破坏现象,建立了边坡相应的变形破坏模式。利用刚体极限平衡法与数值模拟方法对边坡开挖过程中的应力和位移特征进行了分析,为该水电工程建设的设计、施工和安全运行提供地质依据。系统地评价了工程边坡的稳定性,得到如下主要认识。(1)左坝肩边坡岩体岩性为燕山早期中粒花岗闪长岩(γδ52),受多期构造活动改造,边坡断裂较为发育。左坝肩边坡主要以Ⅲ、Ⅳ级小断层、挤压带,节理密集带以及节理裂隙为特征。规模较大的Ⅲ级断层主要包括f1、f2、f3、f6、f8等5条,其优势产状主要有N60~80°W/NE∠70~80°及N60~80°E/NW∠70~80°两组。长大裂隙较主要可见①N50~80°W/NE(SW)∠65~85°,②N50~85°E/NW∠70~85°,③N10~30°E/SE(NW)∠60~90°等3组陡倾角裂隙及Jh01、Jh02、Jh03等3组缓倾角裂隙。(2)左坝肩边坡岩体质量整体较好,以Ⅱ、Ⅲ级岩体为主。依据边坡岩体质量分级,参照规范中岩体质量分级力学参数,结合室内试验和现场试验资料综合确定岩体力学参数。(3)左坝肩边坡岩体变形破坏主要表现为滑移拉裂破坏,沿Jh01、Jh02缓倾角结构面发生,NWW陡倾结构面构成不利组合块体的后缘拉裂面,NEE向长大结构面构成侧向割裂面,在坡表形成多个台阶状空腔地貌。左坝肩边坡现状变形破坏程度相对较弱,自然边坡整体稳定性较好,局部存在潜在不稳定块体组合。(4)左岸拱肩槽工程边坡存在潜在的滑移拉裂不稳定块体,Jh01、Jh02缓倾角结构面构成底滑面,f1、f2、f3等NWW向断层构成后缘拉裂面,NNE向陡倾角长大结构面构成侧向割裂面。L2110拱圈上游侧边坡存在由HL03缓倾角结构面为底滑面,NEE向f6作为拉裂面的潜在滑移拉裂块体。(5)通过FLAC3D数值计算软件对边坡开挖过程中的应力、位移、塑性区、剪应变增量分析可知,在开挖过程中,在断层f1、f2、f3与开挖面交界部位出现拉应力,且其量值随着开挖的分步进行逐渐增大。开挖过程中最大位移出现在f1、f2、f3与开挖面交界部位,当第三步开挖后,开挖面与f3交界处出现方向水平指向坡外最大位移,最大位移值达约1cm,应引起注意。剪应变增量主要出现在断层与Jh01缓倾角交界部位,且随着开挖的进行,剪应变增量区域沿f1向坡体内部深入,且剪应变增量增大,由NWW向陡倾断层f1及缓倾结构面Jh01组成的块体相对于其他部位而言,稳定性相对较差。(6)针对左岸拱肩槽工程边坡稳定性问题,建议边坡开挖过程中加强工程边坡变形监测,对不稳定块体应及时支护处理,对于随机结构面组合所控制的小型潜在不稳定块体,施工时应及进行跟进处理。