如美水电站边坡碎裂岩体成因机理及边坡岩体质量分级研究

来源 :三峡大学 | 被引量 : 19次 | 上传用户:ysabby2008
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20世纪70年代人们就认识到岩石边坡失稳之前,一般都要经历一个随着时间而发展的变形破坏过程。对岩石高边坡变形破坏机制的研究一直以来为人们所关注。研究表明岩石高边坡变形和失稳是一个动态的地质历史过程,这种过程的地质—力学行为表现在两个方面:其一为表生改造或自然卸荷的过程;其二为时效变形或蠕动变形的过程。如美水电站岩质高边坡碎裂岩体所在区域(平均海拔2800m-3100m)为破坏区;二级阶地(海拔2650m)以上,碎裂岩体平均海拔以下为自然卸荷区与蠕动变形区;二级阶地以下为应力集中区。岩体的变形和破坏是由岩体材料的变形和岩体结构的变形共同作用所决定,岩体变形破坏的地质模式实际上是在各种动力因素作用下边坡岩体的结构模式。掌握了边坡的地质模式就可以预测边坡变形破坏发展的趋势,推断出边坡可能的破坏模式。水电站边坡岩体因由澜沧江断裂带的影响,使其左右岸的不同区域出现不同的破坏方式。左岸以11号冲沟为界,向上游方向陡倾角剪切结构面分布减少,缓倾角结构面延伸长度加大。向下游方向缓倾角被后期陡倾角剪切结构面所切割,延伸长度受到限制。右岸以18号冲沟为界,向上游方向缓倾角结构面倾向坡内偏上游方向;向下游方向缓倾角结构面倾向坡外偏下游方向。岩体分类的准确与否对岩体工程而言有着十分重要的意义,它主要是对岩体的承载力和稳定性做出正确的分析判断。对岩体做出准确而合理的质量评价,不仅可较好地反映多个因素对岩体质量的影响程度,而且可用简单的类型级别表达岩体对工程建筑物的适宜性及稳定性。本论文结合实际工程,应用地质力学(RMR)法和《工程岩体分级标准》对如美水电站边坡岩体进行质量等级分类,所得RMR法评价结果显示:工程区内边坡岩体质量等级主要为Ⅳ~Ⅲ级,岩体质量总体为一般偏好,分类结果与实际情况偏差较大。《工程岩体分级标准》评价结果显示:工程区内岩体质量等级也主要为Ⅳ~Ⅲ级,但岩体质量总体为一般偏差,分类结果与实际情况偏差较小。《工程岩体分级标准》评价结果对比RMR法评价结果,各级岩体所占比重中Ⅲ级岩体比重明显下降,Ⅳ级岩体比重略有上升,Ⅴ级岩体比重明显上升。地质力学RMR法评价体系在进过多年的工程实践应用之后,国内外许多学者发现了该方法中的不足之处并进行了相关研究。RMR分类方法的不足之处主要在于评价体系中前三项的权重较大,但各指标的调整分值却较为模糊。基于不同角度的思考,诸多学者对RMR评价体系中的不足之处进行了研究分析,提出了诸多新的评价方法。这些方法在假定的条件下具有较好的适用性。但评价体系中前三个指标仍然很难进行准确的判断评分。在总结了前人诸多研究的基础上并结合大量的工程实例对RMR法评价体系中前三项的评分标准进行修正研究,得出修正后的评分标准。应用修正后的RMR法评价体系对工程区域内的边坡岩体重新进行质量评价,得出岩体的质量等级。通过与修正前的评价结果和《工程岩体分级标准》进行对比分析,验证修正结果的可靠性。与修正前的评价结果对比得出:各级岩体中除有少部分未发生变化或略微上升以外,其余大部分都有所降低,降低的评分值从几分到十几分不等。与《工程岩体分级标准》对比得出:两种方法所得结果基本一致,各级岩体所占比重大体一样。两种对比结果也进一步明确了修正前的评价结果所存在偏差性的原因,即它与评价体系中前三项评分标准的模糊性有着很大的相关性。通过修正使得这一原因得到了很好的解决。通过对岩体纵波波速的研究得出了,岩体纵波波速、岩体风化卸荷带和岩体质量之间的关系。岩体纵波波速<2500m/s时,岩体处于全风化强卸荷区,岩体质量为Ⅴ级;岩体纵波波速2500≤Vp≤4500m/s时,岩体处于强风化强卸荷区,岩体质量基本为Ⅳ级;岩体纵波波速4500≤Vp≤5500m/s时,岩体处于弱风化弱卸荷区,岩体质量基本为Ⅲ级;岩体纵波波速5500≤Vp≤6000m/s时,岩体处于微风化未卸荷区;岩体纵波波速>6000m/s时,岩体处于未风化未卸荷区。
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