白鹤滩库区巧家县城岸坡动力稳定性研究

• 作 者: 王双
• 机 构: 成都理工大学
• 出 处: 成都理工大学
• 发表日期: 2016年01期
• 关键词: 白鹤滩水电站 岸坡结构 砂土液化 FLAC3D 库岸斜坡稳定性

白鹤滩水电站位于金沙江下游河段巧家县白鹤滩镇,设计正常蓄水位765m,最高水位825m。电站设计装机容量16000MW,是继三峡水电站之后中国第二、世界第三巨型水电站。本人从2014年7月进入现场工作,后又多次赴现场调查。实地调查得知,正常蓄水位下,巧家县城约1/3将被淹没。巧家县城区域海拔700m左右不同程度发育有砂土层,在正常蓄水位下将处于饱和状态。由于巧家县城地层复杂、构造交错、沟谷纵横、不良地质现象特别发育,高烈度、高蓄水位将成为困扰巧家整体斜坡稳定的关键因素。因此研究岸坡稳定性具有很重要要的工程价值。本文遵循“地质过程机制分析”,与“量化分析”的思想,对岸坡结构,稳定性进行分析:(1)根据已有的资料显示,巧家县城及周边区域斜坡组成主要为第四系冲洪积物质,从下往上分别为金沙江冲积砂卵石层、静水堆积层、泥石流洪积层及金沙江多级阶地;坡体层位较为稳定,整体倾向河流下游,垂直河流方向层位水平。其中砂层的层位较浅,且高程处于金沙江水位变化范围内。研究区域内发育多条断裂带(小江断裂,则木河断裂)。(2)通过现场调查,钻孔,分析巧家县城岸坡结构及发育特征,并将巧家盆地的形成演化过程分为6个阶段:区域断块阶段、局部拉分断陷阶段、断陷湖相沉积阶段、堰塞沉积阶段、堰塞消亡阶段以及不均匀升降阶段。(3)以砂土动三轴试验为核心,研究Ⅸ度烈度区砂土地层液化应力-应变值、应力-应变关系,论证巧家县城周边砂层饱和的状态,在动应力的作用下发生液化的现象。(4)除此之外,本文在试验的基础之上,通过参数取值建立巧家二维剖面,及三维模型。水库建成之后,水位变动必然会影响岸坡坡体内地下水位的变化,整个渗流过程中岸坡稳定性也会随之变化。对蓄水位上升及下降过程中的地下水位进行了模拟分析,并计算了各个过程中岸坡实时稳定性。从现场踏勘、变形迹象和稳定性分析来看,天然状态下巧家县城整体处于稳定状态,在蓄水和未蓄水的状态下,也处于稳定状态。根据三维数值模拟,研究区域内最大,最小主应力主要分布在陡缓相接及断层带的附近。整体分析表明研究区域目前处于稳定状态,但是在地震+蓄水极端工况条件下,可能出现表层砂土液化的情况,进而导致岸坡局部失稳,所以应对研究区域给予高度重视,在库水运行期间进行严密的监测,观测其发展变形趋势。