金沙江某高拱坝河床坝基软弱结构面工程特性复核研究

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金沙江某高拱坝河床坝基开挖揭露的结构面数量多、分布广、类型复杂。各种结构面在河床建基岩体中交错纵横,部分软弱结构面成为坝基块裂体的主要边界,对局部地质体的稳定产生一定威胁。本文以河床坝基开挖揭露的软弱结构面为研究对象,对软弱结构面的发育分布特征及其力学参数展开研究,同时与前期勘查成果进行复核,对比分析开挖前后河床坝基软弱结构面的工程特性及力学参数的变化。本文在现场地质调查的基础上,通过现场取样、室内试验、收集分析前人成果,对河床坝基开挖揭露的软弱结构面的分布与发育特征、物质组成、结构面类型、抗剪强度等工程特性进行复核研究,主要取得以下结论和认识:(1)河床坝基开挖揭露的结构面依据规模大小分为Ⅱ~Ⅴ级,其中Ⅱ、Ⅲ级为有一定厚度夹层的软弱结构面。开挖揭露的软弱结构面发育产状主要分为3类,即N25°~65°E,SE∠10°~42°的缓倾角错动带、N50°~75°E,SW(NE)∠75°~90°和N65°~75°W,NW∠72°~90°的陡倾角断层。断层主要集中在河床右岸,斜切河谷;错动带发育在岩流层面或岩层内,与前期勘查阶段得到的发育分布特征吻合。(2)软弱夹层物质主要以原岩破碎产生的岩块、岩片、岩屑为主,泥质含量极少,其中Ⅱ2级和Ⅲ2级陡倾角断层均为岩块岩屑型,Ⅲ1级层内错动带大部分为岩块岩屑型,个别为岩屑夹泥型,局部呈强风化状。(3)对现场所取样品进行物理力学仿真试验,计算得到开挖揭露的软弱结构面的强度参数与前期勘查成果基本吻合,采用有限元模型分析计算得到的开挖前初始状态下河床部位软弱结构面的强度参数与前期勘查成果也基本符合。(4)利用前期勘查钻孔与开挖后的长期观测孔进行波速对比,得到坝基开挖对建基岩体的扰动损伤深度在10.2~14.6m之间,综合分析后划定开挖卸荷对建基岩体的最大扰动深度为15m左右。(5)坝基开挖对河床建基面下软弱结构面的力学参数影响较小,抗剪强度参数的降低部位主要在建基面下0~15m范围,与波速对比划定的卸荷损伤深度基本一致,其中建基面下0~5m的软弱结构面强度参数降低较明显,缓倾角错动带的降低幅度比陡倾角断层要大,建基面15m以下的软弱结构面的强度参数与开挖前相比基本一致。开挖后的河床坝基软弱结构面的强度参数仍然较高。(6)软弱夹层主要以粗颗粒的岩块岩屑为主,岩块岩屑型软弱结构面的强度参数比岩屑夹泥型的强度参数明显偏大,粘粒含量增加一定程度上降低了软弱结构面的强度参数。
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