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边坡失稳破坏已同地震和火山相并列成为全球三大地质灾害之一,造成了巨大的经济损失和社会影响。尤其近几年随着国家基本建设力度的加大,岩质边坡稳定性问题越来越突出。在工程规划、选址、建设和运行中,边坡工程已成为制约工程选点、施工进度、投资和安全运行的关键,所以科学地进行边坡稳定性分析与加固技术的研究,具有可观的经济效益和重要的社会效益。本论文以锦屏一级水电站右岸缆机平台及拱肩槽1885m以上高程高边坡为研究对象,结合有关工程资料,对右岸边坡岩体稳定性、岩体结构面分级、岩体结构类型划分、岩质边坡破坏形式进行了综合分析;运用ADINA软件建立三维弹塑性有限元模型,对边坡的开挖加固施工过程进行了动态模拟,对各施工过程高边坡岩体中的变形、应力、塑性区分布特征及边坡稳定性进行了系统研究。
本论文取得的主要成果如下:
(1)根据主要结构面的赤平极射投影图,得出边坡可能失稳的主要模式为受层间挤压错动带、风化的绿片岩夹层、层面裂隙控制的平面滑动,其中以卸荷裂隙在后缘起到切割面的作用,层面起滑移面的作用。
(2)从有限元模拟开挖过程可以看出:边坡开挖后,变形以竖直回弹位移为主;随着开挖的深入,位移量值变大,对应力影响不大,塑性区范围明显减小,f<,13>、f<,14>断层的错动变形明显,但对边坡的整体稳定性影响不大。
(3)根据天然边坡开挖时岩体的破坏情况以及加固原则,提出边坡的加固方案,得出在有预应力锚索加固开挖条件下,位移较无加固情况有所减小,塑性区范围和扩展深度大为减少,说明现有锚固方案合理。
(4)数值计算结果表明,在预应力锚索加固后,开挖边坡整体位移减小,拉应力消失,只局部出现塑性破坏区,因此,边坡在开挖加固后存在整体滑动的可能性较小。