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岩质边坡稳定性分析及锚固方案的选取是岩土工程中最重要的理论与实践课题之一,伴随着我国水电事业的发展,各种高边坡开挖、支护等都需要进行稳定性分析。其稳定性对整个工程的可靠度、安全度以及社会经济效益有着重大影响,边坡失稳往往伴随着地震、暴雨发生,并引发泥石流等严重自然灾害。 本文探讨边坡稳定性分析中常用的极限平衡法及有限单元法的基本理论和方法,在滑动面已定的情况下分别由外锚头及内锚根推导边坡的最优理论锚固角。本文主要对云南省卡拉水电站Ⅲ勘线左、右岸岩质高边坡工程地质条件及区域地质条件进行分析,采用极限平衡法及有限单元法分别计算分析了各种工况及开挖锚固下边坡的稳定性,重点采用有限单元法计算分析开挖锚固下暴雨及地震工况的安全性,指出影响此高边坡稳定性的主导因素为地震作用,暴雨作用影响不大。并对比分析了Sarma法和有限单元法在边坡稳定性分析中的效果,结果表明两种方法的计算结果相近,相同工况下有限单元法计算安全系数略小于Sarma法计算安全系数。 本文对两岸岩质边坡进行沿结构面失稳破坏刚体极限平衡法进行分析。重点采用Sarma法计算分析左岸Ⅲ—Ⅲ剖面卸荷裂隙LC76及F133滑移模式,结合实际工程分析预应力锚索加固的优化设计参数,在滑动面基本确定时,主导参数为锚索与水平面的夹角q,计算分析左岸卸荷裂隙F133滑移模式的最优锚固角。 用Ansys进行有限元分析中通过增加锚固长度20％,减少锚固长度20％分析左岸主要剖面边坡相对位移、第一主应力、第三主应力以及屈服区变化规律,并通过选取开挖边坡马道上关键点,分析其在不同的锚固方案下,各个关键点向临空方向位移的变化情况,进而分析边坡预应力锚固作用下的加固效果。分析表明实际施工采用的锚索长度比较合理,减少锚索长度对岩体稳定性不利,而增加锚索长度对岩体稳定性贡献不大,且不经济。 总结影响锚索加固边坡因素,提出本文主要结论,展望目前边坡计算中需要进一步深入研究的内容。