西静河水库左库岸失稳边坡稳定性分析
水库库岸滑坡稳定性研究现状综述
2018年7月西部皮革理论与研究水库库岸滑坡稳定性研究现状综述李林刚(重庆交通大学河海学院,重庆400074)摘要:介绍了水库库岸滑坡稳定性的研究现状,综合讲述了库岸滑坡稳定性计算方法的特点和今后研究方向及发展趋势,有助于库岸滑坡稳定性研究工作的开展。
关键词$滑坡;滑坡稳定性;研究现状;发展趋势中图分类号:TD824 文献标志码:A文章编号$1671 -1602 (2018) 14-0047 -011引言水库库岸滑坡灾害是水库运营过程中重要的灾害类型,滑坡堵江以 及对沿江航道产#重影响事件屡见不鲜。
水库库岸涉水滑坡既会受到 库水位周期性升降作用导致坡体内渗流条件发生变化,又会因为其水下 滑体受到库水位长期浸泡而软化,其失稳概率会有所增加。
本文综合分析了国内外重要水库库岸滑坡地质灾害的现状。
从 水库库岸滑坡稳定性的研究现状方面阐述了国内外的研究现状,最 后介绍了对水库库岸滑坡研究方向和发展趋势。
2库岸滑坡稳定性的研究现状在对水库库岸或河岸滑坡进行稳定性分析时,一般都是根据滑坡 的地质地形条件,结合滑坡的本质特性,确定所采用滑坡稳定性分析计 算方法来判别其是否稳定。
如今,常用的判别滑坡稳定性的方法有$2.1定性判别法定性判别法主要有图解法、自然历史分析法、数据库和专家系 统、工程地质类比法、边坡岩体质量的最终得分法等。
定性判别法 主要是综合考虑可能导致滑坡的各种因素,从而对滑坡的稳定性进 行评价,但是对于结果由于判别者主观性较强,不同的滑坡有不同 的特性,在实际应用中过程中,存在较大的差异,所以这类判别方 法在实际工程中的使用越来越少。
2.2判今,、种方 是定量 别 的方。
在定量分析法中极限平衡分析法是目前出现最早的方法之一,经过研究人员的不断努力和探索,极限平衡分析法得到了很大的发展,在工程领域中的应用变得越来越广泛。
常用的计算方法有$Jaubu法、瑞典条分法、Spencer法、Bishop法、传递系数法、楔体极限平衡分析 法等[1]。
水库地段滑坡稳定性分析及其处理措施
叶世斌 :水 库地 段滑坡稳定性分析及其处理措施
水 库地 段 滑坡 稳 定 性 分 析 及 其 处 理 措施
叶世 斌
( 中铁二院工程集团有限责任公 司 四川成 都 603 ) 10 1
摘 要 分析 了水库坍 岸发生机 理 ,介 绍 了影响水库坍岸 滑坡 的主要 因素与稳定性分析方 法 ,提 出 了位 于 水库 地段 桥 位 滑 坡 的 整 治 方 案 。 关键 词 水 库 滑坡 稳 定 性 分 析 整 治 设 计 1 问题的提出 山区铁路 、公路建设 ,有时不得不 沿水库岸坡 行
2 水库坍岸及水库地段滑坡发生机理
F =( 。c ・ +∑c・) ∑N・o f s i l/∑T・Ot i C O S
() 1
对水库 地段滑坡 ,还需根据水位 变化 、水库库岸
再造 完成后 的滑坡 形态来 分析其稳定性 ,其分析计算 荷载 主要有 :滑坡体 自重 、地下水产生 的静水压力 和 动水压力 、稳定水位所产生 的浮托力 以及 水位变化产 生 的动水 压力 。作 用于 水 库地 段 滑坡 体 上 的特 殊力
( )水库 地段 滑坡稳定性计算 系数 F 计算 公式 : 3
F =( it . ∑D ・ +∑c・) g iz/∑ i
式中
Pz i.e S L OO
.
() 4
c为滑带土粘 聚力 ;f为 每一条块 滑 面长 . .
度 ; 为滑体切向分力 ; :
+P i i sn ̄ d —S ・ it i
一
般地 段 滑坡 稳 定 性计 算 系 数 F 计 算 公 式 为 ( ) 1
式 ,见 图 1 。
进 。水库 、搬运 。个别 地段 因岸 坡再造加上卸荷变形 ,可能会发生地表裂缝 甚至 出现 滑移 ,危及 临 近岸 坡 或岸 坡 上 的铁 路 、公 路 工程 安 全 ,有必要 对此类 工点的稳定性 进行分析 ,从 而采取 安全 、可靠 、经济 、合理 的处理 措施 。
水库水位骤降时坝坡稳定性分析研究
水库水位骤降时坝坡稳定性分析研究【摘要】水库在目前的社会发展中越来越发挥出其重要作用,是现代化社会发展中备受人们关注的基础设施。
在水库工作和建设中,由于水库水位骤降造成的水利工程坝体失稳现象时有发生,不但造成了严重的社会经济发展影响,同时也给现有人民带来了严重的生命财产威胁。
本文就水位骤降是影响到坝坡稳定性的各种因素进行了总结和分析,针对其中各种质量隐患和影响方式全面总结和完善,从而使得整个工程都能够形成高速、系统、全面的发展要求,以供同行工作参考与借鉴。
【关键词】水库坝坡;稳定性;非稳定渗流近些年来,随着人们物质生活水平的不断提高,水库在当前社会生产中已成为最不可缺少和忽视的环节,其在社会发展中不仅为人类生活提供了充足的水资源,更是为工农业生产提供了可靠的基础兴能源。
水库作为水利工程中的重要组成部分,其一旦出现水位骤然下降现象,极容易造成整个水利工程边坡失稳等隐患,给水库的坝体整体性和质量带来影响。
目前水库工程施工中大多数工程都是采用,土石坝结构体系为主的,其在施工的过程中有着施工效率高、施工质量好的优势的,同时由于其存在着一定的几何形状和相应的土质材料,因此其在应用的过程中也容易给坝体稳定性带来一定的影响。
因此,在目前的水库工作中从水位骤降的时候形成的稳定性渗流现象进行控制和分析,从而保证整个工程的顺利持续进行。
一、基本理论分析近几年来的水发展中,伴随着国民经济和各种先进科学技术的不断涌现,各种新技术、新概念逐步应用在建筑工程项目中,成为整个工程领域中最受人们关注和重视的环节,也是现代化社会发展的核心工作模式。
然而,截至目前的水库工程项目管理工作中,由于受到周围自然因素、社会因素等多个环节的影响,使得在水库水位发生一定变化的时候给工程的整体性和施工要求带来了一定的影响,进而给整个水库工作带来了较为严重的影响,这也就造成了水库工程的内部压力因素。
在施工的过程中当水库水位先将过快,且没有足够时间来缓冲坝体坡度的时候,其对于渗透系数的影响和控制较大,这也就给坝体的缓冲压力值带来了一定的限制,形成了渗透系数较大的现象,其空隙间缝也就变得较为明显。
边坡稳定性分析报告
1、边坡稳定性分析:
K s =(γv cosθtgφ+ Ac)/γv sinθ式中γ为岩土体的重度; c为结构面凝聚力; φ为结构面内摩擦角; A为结构面面积; v为岩土体积; θ为结构面倾角。
由于本工程边坡为折线边坡,故对边坡分为两段边坡(1:1.5边坡为边坡一,1:2边坡为边坡二)进行分析,详见图1-1;
边坡一:K s =(γv cosθtgφ+ Ac)/γv sinθ
=(1.21*19*0.83*0.364+1.21*15)/(19*1.21*0.555) =1.97>1
边坡二:K s =(γv cosθtgφ+ Ac)/γv sinθ
=(1.21*19*0.894*0.364+23.2*15)/(19*23.2*0.447) =2.49>1
两个边坡稳定系数都大于1,但未考虑开挖过程中机械扰动、降雨及边坡透水对边坡稳定性的影响因此对理论计算得到的安全系数应进
行修正, 如表1。
表1稳定性安全系数修正表
2、主动土压力计算
Ea=φc*r*h²Ka/2
=357.22KN
Φc=1.2,由于挖方高度大于8m,Φc=1.2。
r=19KN/m³,h=8m,Ka=tg²(45-φ/2)
3、备注
本验算未考虑上部行车荷载,尽管验算边坡稳定性符合要求但在施工过程中应该在边坡埋设位移观测桩,每天按一定频率进行观测。
位移观测埋设如下:距离开挖断面外6-10m埋设,每个断面埋设3根。
在施工过程中如发现位移量超出规定范围应立即停止施工对边坡进行防护作业,边坡防护可采用钢花管深层注浆处理。
水库临水边坡稳定性分析及防护措施
水库临水边坡稳定性分析及防护措施摘要:水库在蓄水时会对其临水边坡稳定性造成不同的影响,为了能够保证水库的功能性,那么必然就需要对其临水边坡稳定性进行提升,做好相应的防护。
在水库蓄水的过程中,水位线会发生相应的变化,其水位也会产生对应的波动,而这会对水库沿岸周边的水文地质造成影响,进而导致临水边坡稳定性发生变化。
为了有效保证水库的安全性,就需要采取对应的措施来对临水边坡进行防护,保证其稳定性。
下面将阐述对水库临水边坡稳定性造成影响的具体因素以及提升水库临水边坡稳定性的防护措施。
关键词:水库;临水边坡;稳定性在水库进行蓄水后,其水位会持续上升,但当地下水位上升后,水库沿岸的水文地质就会出现变化,像是在水的浸润下土质变得松散,进而出现沉陷、垮塌等现象,若没有及时对其进行处理,那么就会对水库临水边坡稳定性造成影响,并对附近的环境及居民造成影响,严重的甚至会对居民的生命造成威胁。
对此,一定要重视水库临水边坡稳定性这一问题,并采取防护措施来保证其稳定性,以便能够保证水库安全使用。
1.对水库临水边坡稳定性造成影响的具体因素1.水岩作用方面当水库建成后就需要进行蓄水,而当水位不断上涨后,其地下水位也会不断的上涨。
其中地吸水和水库临水边坡之间的岩土体有着一个相互作用,其主要是地质应力。
当地下水位出现变动后,地质应力也会发生改变,而且在水库临水边坡水岩部分的化学、力学以及物理作用之中,会使得水库临水边坡的稳定性发生变动。
从化学作用层面来看,水库边坡中的岩土体在地下水长期浸泡中会出现一系列的化学反应,而这些化学反应又会促使水库边坡岩土体中的微管结构出现变动,进而使得水库临水边坡稳定性下降。
而从力学作用层面来看,地下水位随着水库蓄水而提升后,被水库中水浸泡部分中的边坡就会受到浮力作用的影响,进而使得水库临水边坡坡脚位置中的重量下降,自然就会导致临水边坡中的稳定性受到不良影响,安全系数下跌。
而从物理作用层面来看,长期处于水中浸泡的边坡,其岩土体容易出现水理作用,在这一作用影响下会导致岩土体出现松散、崩塌现象,进而对水库临水边坡的稳定性造成影响[1]。
水库边坡不稳定体稳定分析及处理
水库边坡不稳定体稳定分析及处理随着工程规模和建设数量的不断增加,特别是在水资源管理和灌溉等方面,随着水库的不断建设和投运,水库边坡的工程问题变得越来越复杂。
水库边坡的不稳定体是一种非常危险的问题,如果不及时进行稳定处理就会带来严重的后果。
因此,需要进行水库边坡不稳定体稳定分析及处理,从而保证水库边坡的安全稳定。
1.水库边坡的不稳定体类型水库边坡的不稳定体主要有三种类型,分别是滑坡、崩塌和震动。
其中,滑坡是指沿着一定的滑动面而产生的不稳定体,崩塌则是指边坡出现倾倒或崩落的不稳定体,震动则是指边坡在地震或其他振动作用下产生的不稳定体。
2.水库边坡不稳定体稳定分析水库边坡不稳定体稳定分析要首先进行现场勘查,深入了解边坡的情况和特点,包括坡形、土质、缘石、附属构造等。
同时,要进行水库周边地质环境的综合分析,包括地质结构、地形地貌、地下水、工程地质等。
在此基础上,通过对边坡进行数值分析和模拟计算,确定边坡不稳定体的范围和发生机理,为后续的处理提供科学依据。
3.水库边坡不稳定体稳定处理针对不同类型的水库边坡不稳定体,其稳定处理方法各不相同。
滑坡通常需要进行边坡加固、排水降水和抽沉等措施,通过加强边坡稳定性来保证水库安全。
崩塌则需要采用钻爆或爆破等方法对岩石进行破碎和清理,同时对边坡进行加固;震动则需要对边坡进行减震和加固处理,避免地震等因素对边坡的不良影响。
4.水库边坡不稳定体稳定处理的技术水库边坡不稳定体的稳定处理是一项技术性比较强的工程,需要采用多种技术手段和方法。
其中,较为常用的方法包括土工格栅加固、钢筋混凝土加固、排水降水、抽沉加固等。
此外,还可以采用视觉技术、GPS监测、遥感调查等现代化手段对水库边坡进行实时监测和预警,及时发现和处理不稳定体,保证水库安全稳定。
总之,水库边坡的不稳定体是一种非常危险的问题,对水库边坡的稳定性和安全性带来巨大威胁。
因此,需要进行水库边坡不稳定体稳定分析及处理,从而保证水库的安全稳定。
边坡稳定性分析2篇
边坡稳定性分析2篇边坡稳定性分析(一)引言边坡是指在道路、河道、铁路、水库、矿山等山区地带或特殊地质条件下,因建设需要而开挖或局部破坏岩土体,形成的斜坡或峭壁。
由于其受自然环境、地质条件、工程施工等诸多因素的影响,边坡容易发生滑坡、崩塌和塌方等不稳定现象,给工程运行和周围环境造成极大的危害与损失。
因此,边坡稳定性分析对于确保工程安全运行和人民生命财产安全具有十分重要的意义。
稳定性分析方法边坡稳定性分析常见的方法有多种,主要包括力学分析法、有限元数值模拟法、模型试验法等。
以力学分析法为例,首先需要对边坡的主要信息进行调查,包括边坡地质、工程地质、水文地质、地下水位、工程建设历史等。
其次,根据荷载和载荷的方向、大小、分布等条件,选取合适的地质模型、荷载模型,并采用合理的力学方法进行稳定性分析。
最后,根据分析结果,提出相应的加固和治理方案。
分析评估指标边坡稳定性分析的主要指标包括破坏形式、安全系数以及承载能力等。
其中,破坏形式是指发生破坏时边坡的形态和特征,它直接影响到治理方案的制定和实施。
安全系数是衡量边坡稳定性的重要指标,其定义为承载力与荷载的比值,即:$${\rm {安全系数}}={\rm {承载力}}\div{\rm {荷载}}$$三种承载状态及相应的安全系数如下:1.安全状态:安全系数大于1.5;2.可疑状态:安全系数介于1.0-1.5,需要加强监测和治理;3.失稳状态:安全系数小于1.0,已进入失稳状态,需立即采取加固措施。
承载能力是指边坡抵抗荷载的能力和承受破坏的最大荷载。
在进行稳定性分析时,需要根据边坡的承载能力和荷载特点来确定合适的安全系数范围,以确保边坡的稳定性。
结论边坡稳定性分析是确保工程安全的重要手段,其目的是找出边坡存在的问题,并提出相应的加固和治理方案,以保障工程的长期运行和人民生命财产安全。
稳定性分析方法多种多样,需要根据具体情况选择合适的分析方法和指标,并在稳定性分析的基础上,制定科学合理的加固和治理措施。
水库大坝工程的抗滑稳定性分析
水库大坝工程的抗滑稳定性分析水库大坝工程是现代水利工程中的重要组成部分,具有防洪、灌溉、发电等多重功能。
然而,由于大坝在长期使用中面临着各种不可预测的地质灾害,如滑坡、坍塌等,因此对水库大坝的抗滑稳定性进行详细的分析显得尤为重要。
一、水库大坝工程的背景水库大坝工程通常位于山区或丘陵地带,所以往往在建设过程中会面临不同程度的岩土工程问题。
其中,滑坡是水库大坝工程中最常见的地质灾害之一。
滑坡是由于地形的变动而引起的土体快速下滑的现象。
一旦滑坡发生,将给水库大坝带来巨大的威胁,严重时可能导致大坝倒塌,造成灾难性后果。
二、水库大坝工程抗滑稳定性分析方法为了确保水库大坝的抗滑稳定性,研究人员通常采用多种分析方法进行综合评价。
1. 地质勘探与地质力学参数测定在设计水库大坝前,必须进行详细的地质调查和勘探工作。
通过对地质构造、岩性分布、断裂带等进行综合分析,可以确定出地质特征和地质力学参数,为后续的稳定性分析提供数据基础。
2. 数值模拟与有限元分析数值模拟是一种常用的工程分析方法,通过建立合适的数学模型,模拟水库大坝所承受的不同载荷情况,如水压力、地震力等,对大坝的稳定性进行分析。
有限元分析则是数值模拟中的一种常用方法,通过将大坝划分为许多小单元,在每个小单元上建立力学方程并求解,以获得大坝在各种外载荷下的应力和变形状态。
3. 稳定性指标与安全系数计算稳定性指标是评价水库大坝抗滑稳定性的重要指标之一。
常见的稳定性指标包括可动力安全系数、全局稳定安全系数等。
根据已有的研究成果和实际灾害案例,结合大坝的具体情况,可以计算出各种稳定性指标,并通过与设计标准值进行对比,评估大坝的抗滑稳定性。
三、水库大坝工程抗滑稳定性分析的影响因素水库大坝的抗滑稳定性不仅与地质条件、地裂缝、地下水位等因素相关,还与工程本身的设计与施工密不可分。
1. 大坝基础处理与加固大坝的基础处理与加固是确保大坝稳定性的重要举措。
适当的基础处理可以提高大坝基岩与土壤的承载力和稳定性。
边坡稳定性分析的方法
边坡稳定性分析的方法
边坡稳定性分析的方法主要包括以下几种:
1. 静态稳定分析:静态稳定分析是最常用的分析方法,通过建立边坡的力学模型,计算坡面上各种力的平衡关系,判断边坡的稳定性。
常用的静态分析方法包括切片法、广义平衡法和极限平衡法等。
2. 动力稳定分析:动力稳定分析考虑了水流、地震和其他动力荷载对边坡稳定性的影响。
常用的动力分析方法包括响应谱法、时程分析法和频率分析法等。
3. 水力稳定分析:水力稳定分析主要关注边坡受水力作用时的稳定性。
常用的水力稳定分析方法包括考虑渗流的有效应力法、Darcy定律法和杨-阿基米德稳定理论等。
4. 弹性稳定分析:弹性稳定分析是一种边坡在小变形下的稳定性分析方法。
常用的弹性分析方法包括有限元分析和边坡材料的拉伸压缩试验等。
5. 强度剩余系数法:强度剩余系数法是基于边坡的强度特性和稳定性要求进行分析的方法。
通过计算边坡的抗滑安全系数和剩余强度系数,评估边坡的稳定性。
6. 现场监测法:现场监测法是通过对边坡进行实时监测,分析边坡的变形、位移和应力等参数,评估边坡的稳定性,并进行必要的修复和加固。
常用的现场监
测方法包括测量、遥感技术和数值模拟等。
综合采用多种方法进行边坡稳定性分析可以得到更准确的结果。
在实际工程中,通常会根据具体情况选择适合的分析方法进行分析和评估。
岸坡工程设计与稳定性计算分析
岸坡工程设计与稳定性计算分析岸坡工程是一种常见的土木工程,用于支撑和保护水域边坡,防止河岸侵蚀和水坝溃坝等灾害发生。
在进行岸坡工程设计之前,必须进行稳定性计算分析,以确保岸坡的结构稳定和工程的长期持续性。
本文将探讨岸坡工程设计的基本原理以及稳定性计算分析的重要性。
一、岸坡工程设计原理岸坡工程设计的目标是在设计寿命内保持岸坡结构的稳定性,并且遵循以下原则:1. 层次性原则:岸坡设计过程应根据地质条件和具体要求,确定适当的岸坡工程稳定性设计标准,将整个岸坡划分为不同的层级,分别进行设计和计算分析。
2. 自然坡度原则:岸坡的设计应充分考虑自然坡度,尽量与周围环境相协调,减少土地利用的矛盾,同时确保岸坡的稳定性。
3. 安全性原则:岸坡工程设计应确保在正常使用与异常加载等情况下,结构保持稳定,并且能够承受可能的冲击和振动力。
二、稳定性计算分析的重要性稳定性计算分析是岸坡工程设计中的重要环节,主要用于确定岸坡工程结构的稳定性、可行性和安全性。
通过稳定性计算分析,可以:1. 评估岸坡结构的稳定性:通过稳定性计算分析,可以评估岸坡结构在不同荷载条件下的稳定性,并确定结构所需的安全系数。
2. 确定合适的削坡角度和支护措施:稳定性计算分析可用于确定岸坡的合适削坡角度,以减少坡体的荷载和压力;同时,还可以根据计算结果确定适当的支护措施,如加固梁、加筋块等。
3. 预测可能的地质灾害:稳定性计算分析可用于预测可能发生的地质灾害,如滑坡、塌方等,从而采取相应的防护措施,确保工程的安全和可持续性。
4. 为岸坡工程提供参考和依据:稳定性计算分析的结果可以为岸坡工程的实施提供参考和依据。
它能够帮助工程师们更好地了解岸坡结构的性能,为工程的建设过程提供指导。
三、稳定性计算分析方法稳定性计算分析可以采用多种方法,常用的包括平衡法、有限元法和弹性理论法。
下面将介绍其中两种常见的方法:1. 平衡法:平衡法是一种基于力学平衡原理的计算分析方法,通过计算岸坡工程内土体体积受力平衡的状态,判断岸坡结构是否稳定。
库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析
库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析库水位变化是指库内水位的变化。
温室气体的排放导致全球气候变暖,造成冰川融化和降雨量增加,这进一步导致河流水位的变化,包括库水位的变化。
库水位的变化对坡体稳定性有重要影响。
库水位上升会增加库岸边坡的水压力,并引起坡体骨架的破坏,从而导致滑坡发生。
库水位下降则会减少库岸边坡的水压力,使坡体更加稳定。
库水位变化引起的坡体滑坡主要是由库岸边坡的渗流引起的。
库岸边坡的渗流机制是在库水位变化的作用下,通过岩土体中的孔隙空间和裂缝中渗流的过程。
当库水位上升时,库水位超过了坡体抗渗力,形成了库岸边坡的渗流压力,并进一步引起坡体骨架的破坏和滑动。
当库水位下降时,库水位低于坡体抗渗力,库岸边坡的渗流压力减小,从而减少了滑坡的发生风险。
坡体滑坡的稳定性分析主要是通过计算库岸边坡的稳定系数来评估滑坡的发生概率。
稳定系数是指库岸边坡受渗流压力作用下的稳定性程度。
通常采用极限平衡法或有限元法进行稳定性分析。
极限平衡法是根据力学平衡原理,计算库岸边坡抗剪强度和剪切力的平衡关系来评估滑坡稳定性。
有限元法是通过将库岸边坡分割为小单元,并计算每个单元的应力和变形,从而评估滑坡的稳定性。
还需考虑库水位变化的速率和幅度对滑坡稳定性的影响。
较大的库水位变化幅度和较快的变化速率会导致库岸边坡的应力集中和变形加剧,增加滑坡的发生概率。
在库水位变化下的滑坡渗流机制与稳定性分析中,需要综合考虑水位变化的幅度、速率以及库岸边坡的岩土特性等因素,以准确评估滑坡风险并采取相应的防治措施。
水库边坡不稳定体稳定分析及处理
水库边坡不稳定体稳定分析及处理高边坡及不稳定体是水利水电工程中常见的地质问题,对水库大坝的安全有重大隐患,尤其是面板坝,对边坡的要求极高,本论文以下天吉水库为例,在详实的勘测成果上,结合工程竣工地质报告以及各阶段的勘察资料,从左岸高边坡地形地质条件、以及结构面性质及组合等方面入手,进行综合分析,提出处理意见。
标签:不稳定体稳定系数底滑面稳定性分析高边坡及不稳定体是水利水电工程中常见的地质问题,对水库大坝的安全有重大隐患,尤其是面板坝,对边坡的要求极高,以下从五个方面对不稳定体进行分析并提出处理意见。
1不稳定体的地质条件不稳定体处于坝址左岸边坡,大致以趾板线方向分界,分别出露凝灰岩、粉砂岩两个岩组,趾板线以上多为厚层块状凝灰岩夹粉砂岩,下游方向多为薄层状粉砂岩,由于岩体耐风化程度不同,前者多表现为陡坎,后者多呈沟谷。
通过测绘资料分析,主要发育NW向和NE向两组断层,其中NW向断层从左坝肩及左岸趾板线通过,表现为陡倾角顺层挤压断层,该组断层规模较大,对左岸趾板边坡影响较大;NE向断层规模较小,对左岸影响也小。
2对主要结构面的认识F2断层为出露于河谷左岸的一组NW向低序次的缓倾角断层,它是一组与岩层面产状走向近一致的扭性结构面。
地表出露长度约100m,上游为F9一组NW向陡倾角断层截断,下游延伸至河床。
F9断层,断面有厚3cm绿色糜棱岩,下盘岩体相对较完整,其上盘岩体已沿F9产生过滑动,断层带有5m厚的滑坡破碎带,呈散体结构。
现在对不稳定体叙述如下:靠岸里发育一倾坡外的F9断层,其构成了不稳定岩体后缘及南侧切割面,与F2底滑面组合构成了左岸不稳定体。
3不稳定体稳定分析以节理裂隙面产状、发育情况及其可能的不利组合做为稳定分区原则,以745m高程上下和F2断层上、下盘为界做以下稳定分区。
(1)稳定性差的Ⅰ区①范围:F2断层面以下至趾板线范围。
②岩性:凝灰岩、凝灰质砂岩及粉砂岩,岩体呈镶嵌碎裂结构。
③出露断层:倾坡外的一组缓倾角断层F2④变形方式:F2这组缓倾坡外断层,是岩质边坡稳定性最差的,极大可能被顺层挤压断层以及层面切割,产生拉裂及滑塌变形。
库岸区岩质边坡稳定性分析研究
“ — 孔 隙应力 ; — c, —— 坡体 有效抗 剪强 度指 标 。
维普资讯
6
铁
道
勘
Hale Waihona Puke 察 20 07年第 6期
图 1 瑞典 法计算示意
图 2 毕 肖普法计算示意
=
如果整个 滑裂 面 A B上 的平 均 安 全 系数 为 , 按 照式 ( ) 1 定义 , 土条底部 的切 向阻力 为 =. r = = c i N —t)a ̄,2 +( i t t ] i n () 3
动 土体 内部 的相互 作用力 。
③定义安全系数为滑裂面上所能提供的抗滑力矩
之 和与外 荷载 及滑 动土体 在滑 裂面上 所产 生的滑 动力
矩 和之 比 ; 所有 力矩 都 以圆心 0为矩心 。 图1 表示一 均质土坡 。土条 高 为 h, 宽为 b, 为
在 工程设计 中 , 断边坡 稳定性 的大 小 , 判 习惯上 采 用边 坡稳 定安全 系数来 衡 量 。15 95年 , 肖普 ( . 毕 A w.
定 ; <1 土坡 失稳 ; =1 土坡 处 于 临界状 态 。毕 肖 , ,
普 的土坡稳 定安 全系 数物理 意义 明确 , 念清 楚 , 概 表达 简洁, 应用 范 围广泛 , 在边坡 工程 整治 中也广泛 应用 。
1 各 种 极 限 平 衡 条 分 法 的原 理 及 对 比分 析
W a g Xio i g n apn
摘
要
通过 岩质 边坡稳 定性 各种极 限平衡 法的 对 比分析 , 合库 岸桥 址 区岩质 边 坡 治理 的 工程 结
实例 , 用 Sr a法 对边坡在 各种 工况 下的稳 定性做 出合 理 的评 价 。 采 am
某水库边坡稳定性分析与加固治理 水利工程等专业本科学位论文
本科生毕业论文某水库边坡稳定性分析与加固治理The some reservoir side slope Stability analysis and Reinforceto manage指导教师:学院:专业:年级:论文提交日期:答辩日期:某水库边坡稳定性分析与加固治理摘要边坡稳定性问题一直是岩土边坡一个重要研究内容。
它涉及水电工程、铁道工程、公路工程、矿山工程等诸多工程领域,能否正确评价其稳定性直接关系到建设的资金投入和人民的生命财产安全。
因此,如何设计经济、安全可靠的边坡工程和分析评价天然边坡的稳定性,其重要意义显得越发突出。
边坡稳定性分析与加固方法很多,不同的方法又各具特点,有一定的适用条件。
如何根据具体的边坡工程地质条件及分析目的与精度要求,合理有效地选用与之相适应的边坡稳定性分析与加固方法,是一项很重要的工作。
从边坡工程研究发展历程可见,边坡稳定性研究发展的过程,同时又是一个边坡稳定性分析与加固方法不断发展的过程。
本文首先介绍了边坡稳定性分析方法的发展现状和目前各种边坡加固措施,以及分析了影响边坡稳定性的各种因素,对目前边坡工程中常用的各种稳定性分析方法进行了系统的总结,阐述了它们各自的主要原理、特点和适用范围,着重探讨了目前工程上最为常用的条分法。
最后结合某水库边坡工程,对其进行稳定性分析及加固方案设计,总结边坡防护与加固的基本原则、基本思路以及常用的边坡防护加固方法,并进行了综合比较。
关键词:边坡;稳定性分析;防护加固The some reservoir side slope Stability analysis and Reinforceto manageABSTRACTThe slope stability problem has been the rock soil slope an importance research contents.It involves electrician's distance of water, the railroad engineering, the highway engineering, the mineral mountain engineering waits many engineering realms, can be right to evaluate its stability to relate to the funds devotion of the construction and the life property safety of the peoples directly.Therefore, how design the stability that the economy, the safe and dependable slope engineering and analysis evaluates the natural slope , its important meaning seem to be more and more outstanding.The slope stability analysis with reinforce the method a lot of, different method again each characteristics, have to certainly apply the condition.How according to the concrete slope engineering geology condition, analyze the purpose and accuracies request in a specific way, reasonable choose availably use with it mutually adapt of the slope stability analysis with reinforce the method, is a very important work.From the slope engineering research development process it is thus clear that, the process of the slope stability research development, at the same time again is a slope stability analysis with reinforce the method to develop continuously of process.This text introduces the development present condition of the slope stability analysis method to reinforce the measure with various slope currently first, and analyzed stable various factor of the influence slope , to currently the slope engineering in various in common use stability analyzes the summary that the method carried on the system, elaborating them each from of main principle, characteristics and apply the scope, emphasize to inquiry into the engineering to ascend the most in common use to divide the method bine a reservoir slope engineering finally, as to it's carry on the stability analysis and reinforce the project design, tally up the slope protection with reinforce of basic principle, basic way of thinking and the in common use slope protection reinforce the method, and carried on the comprehensive comparison.Key words:slope;stability analysis;protecting and reinforcement目录1前言 (1)1.1 课题设计的意义 (1)1.2 边坡稳定性分析方法的发展现状 (1)1.3 边坡加固措施综述 (3)1.4 本文的主要内容 (5)2 边坡稳定性的影响因素 (5)2.1 地质构造 (5)2.2 地层岩性 (5)2.3 汇水域及地表、地下水文 (6)2.4 地震作用 (7)2.5 小结 (8)3 边坡稳定性的计算分析方法 (8)3.1 边坡稳定性的数值计算分析 (8)3.1.1 边坡稳定性的有限元分析 (9)3.1.2 边坡稳定性的离散元分析 (10)3.2 边坡稳定性的极限平衡分析 (10)3.2.1 边坡滑动稳定性的Sarma法 (11)3.2.2 边坡滑动稳定性的条分法 (11)3.3 小结 (12)4 边坡稳定性分析程序 (13)4.1 Stab及Emu边坡分析软件的程序说明 (13)4.1.1 Stab软件的程序说明 (13)4.1.2 Emu软件的程序说明 (15)4.2 理正岩土边坡分析软件程序说明 (17)4.3 Flac3D软件有限元分析 (18)4.4 ANSYS软件非线性有限单元法分析 (19)5 某水库边坡稳定性分析与加固治理 (20)5.1 工程概况 (20)5.2 设计工程地质概况 (20)5.3 软件在边坡工程中的稳定性分析 (21)5.3.1 计算成果分析 (21)5.3.2 稳定性分析 (22)5.4 边坡的加固治理 (22)5.4.1 加固方法的比较 (22)5.4.2 加固措施 (23)5.5 小结 (25)6 结论及建议 (25)参考资料 (27)致谢 (28)附录 (29)某水库边坡稳定性分析与加固治理1前言1.1 课题设计的意义边坡稳定性问题一直是岩土边坡一个重要研究内容。
水库工程中的边坡稳定性分析与处理
水库工程中的边坡稳定性分析与处理水库工程是用于调节和利用水资源的一种重要的水利工程,具有灌溉、发电、防洪等多种功能。
而水库的边坡稳定性问题是水库工程中必须面对和解决的一个重要问题。
本文将从边坡稳定性的分析和处理两个方面来探讨水库工程中的边坡稳定性问题。
一、边坡稳定性分析1.地质勘查在进行边坡稳定性分析之前,首先需要进行详细的地质勘查。
地质勘查可以了解边坡的岩石、土层特性以及断裂带等情况,为后续的边坡稳定性分析提供基础数据。
2.力学参数测定边坡稳定性分析需要用到一些力学参数,如土的内摩擦角、抗剪强度等。
这些参数的测定可以通过室内试验或现场试验来获取,确保分析结果的准确性。
3.应力分析边坡稳定性分析需要考虑到土体受到的各种力的作用,如自重力、水力力、地震力等。
通过应力分析,可以得到边坡在不同载荷组合下的应力分布情况,从而评估边坡的稳定性。
4.稳定性计算在得到边坡的应力分布情况后,可以进行稳定性计算。
一般采用强度准则来评估边坡的稳定性,即比较边坡的抗剪强度和剪切应力的大小关系。
若抗剪强度大于剪切应力,则边坡稳定。
二、边坡稳定性处理1.加固措施若边坡稳定性分析结果显示边坡不稳定,需要进行相应的加固措施。
可以采用钢筋混凝土墙、喷锚锚杆等方法来加固,提高边坡的抗剪强度和整体稳定性。
2.排水处理边坡稳定性受到水的影响很大,因此,进行排水处理也是提高边坡稳定性的重要手段之一。
可以通过设置排水管道、渗流帷幕等方式来降低边坡的孔隙压力,减少水对边坡的影响。
3.植被绿化边坡上的植被不仅可以美化环境,还可以提高边坡的稳定性。
植被的根系可以增加土壤的结构稳定性,抵抗土坡的滑动和侵蚀。
因此,在进行边坡稳定性处理时,可以考虑进行植被绿化。
4.监测与维护对于已经加固处理过的边坡,需要进行定期的监测与维护工作,及时发现问题并采取相应措施处理。
监测可以采用测斜仪、应变计等设备进行,维护工作包括定期修复和保养。
通过边坡稳定性的分析和处理,可以有效预防和解决水库工程中边坡的安全隐患,确保水库工程的稳定运行。
影响水库边坡稳定性因素及措施研究
影响水库边坡稳定性因素及措施研究摘要:水库是当前我国重要的水利设施之一,其中水库由于蓄水量较大,并且我国人口密集,所以水库周边必然有一定的居民,所以水库安全工作至关重要,不仅关系到我国水利工程的安全,同时也关系到无数人生命财产的安全。
因此,水库安全工程越来越受到重视,本文主要对水库稳定因素之一的边坡进行分析,从而找出影响其稳定的因素,并且对其对策进行研究,希望对相关工作者有一定的参考作用。
关键词:水库;边坡稳定引言:水库是当前我国重要的水利设施之一,由于我国对水利工程的需求量较大,并且水库周围居住人口较多,所以我国在水库建设以及改造中标准要求越来越严格。
尤其对水库边坡的安全性以及稳定性方面更是有着非常高的要求标准,这样的标准对水库实际使用来说意义非常重大。
尤其是水库中蓄水量直接导致一旦水库出现问题,直接导致发生极大的灾难,对周围乃至水库下游的人民生命财产造成威胁。
所以,重视水库边坡的稳定性,让水库能够在各种情况下保证其稳定,防止各类事故的发生,这是在水库建造的过程中非常重要的目标。
一、水库边坡的重要性水库边坡是水库周围的一种防护结构,是水库周围路基的一种支撑结构,能提高周围路基的稳定性,起到一种支护的作用。
边坡实际上就是在水库路基两侧建立具有一定坡度的坡面,以此让路基呈现一种截面为梯形的结构。
相比原本长方形结构,梯形结构自然能为其承担更多重量,稳定性自然也就更好。
这种防护工程一般用在道路或者水库中,作为一种防护措施,边坡的稳定性非常重要,甚至是一个工程整体布局结构是否合理的重要参考之一。
因此,建设一个合理且稳定的边坡在工程中的意义重大,不能出现丝毫马虎。
其中,边坡的质量直接决定水库对抗灾害、压力以及冲刷能力的高低。
二、影响边坡稳定的因素(一)内在因素边坡工程在水库建设中的地位较为特殊,因此需要考虑一切可能发生的灾害,并且需要边坡建成后能够有效抵抗这些灾害。
因此,对边坡稳定的影响因素进行探究,其中有很大一部分影响因素来自于边坡内部。
水库库岸稳定性的分析
变化 ,以及波浪冲刷作用 加剧 等 ,尤其是水库边岸再造或塌岸 。 岸一般塌岸量大 ,水下 岸形 陡直 、岸前水 深 的库岸波 浪对 岸壁 的
2 水库 边岸 的再造 过程
作用强烈 ,突嘴的凸岸三面临水塌岸严重。 4)其 他 因素 。包括 坡面植 被情 况 、库岸形 状 、河水 中的含砂
塌岸是指 在水库 建成 蓄水后 ,因水 位 壅高 ,库岸 在新 的外 力 量 、当地气候 特点、冻融作用 、浮冰以及 大气 降水 等。
成浅滩 ,而在坡脚再次发生堆积破坏 。如此 循环 ,岸线 逐渐后退 , 值 。为保证安全要求达 到的最低稳 定 系数称为安全系数 ,参 照各
浅滩逐渐增长 ,随着 浅滩 的增长 ,击 向岸壁 的波浪 能量 的损失 也 国经验 ,在水库正常工作状态下 ,近坝库岸 ,重要城镇及建筑物所在
逐渐增加 ,直至达到适应 水库水文条件的最终塌岸宽度为止。
降减缓 ,流速减慢 ,导致 土体 内地下水 的动水压 力降低 ,而 当库水 产生 大 型 岩崩 。
位迅速消落时 ,动水 压力增 大 ,对库 岸的稳定 不 利。物理 地质 作 5 塌岸 的一 般预 测方 法
用主要是 指风 化、滑坡 、崩坍等各种物理地质作用 。
预测 的方 法有很 多 ,包括计算法 ,图解 法 ,类 比法 ,实验法 等。
3)地形因素 。地形 因素 主要是 指库岸 的高 度 、坡 度 、水上水
质条件常发生强 烈的改 变 ,如 岩土体 浸水 泡及 强度 的降低 ,库 水 下岸坡形态 、岸线的曲率 以及库岸 的切 割程度等 。它们对塌岸 的
的涨 落 ,引起地 下水 位波 动变 化 ,从 而导致岸坡 内动 、静水压力 的 形式 、速度 、塌岸量 和浅滩 的形 态都 有较 大影 响。如高而 陡 的库
库水位下降情况下滑坡的稳定性分析
77
水
2003 年 12 月
利
学
报
第 12 期
SHUILI
XUEBAO
0.1091λ4 − 0.7501λ3 + 1.9283λ2 − 2.2319λ + 1 (0 ≤ λ < 2) M (λ ) = 0 ( λ ≥ 2)
这样就得到库水位等速下降时浸润线的简化计算公式
2 2 u ( x, t ) = Vt (1 + 2λ2 )erfc(λ ) − λe − λ π
(7)
其中: λ =
x 2 at
=
x 2
µ
Khm t
; erfc(λ ) =
2
∞
π
令
2
M(λ)=(1+2λ )erfc(λ)-
2
π
λe −λ }
2
h − Vt (0.1091λ4 − 0.7501λ3 + 1.9283λ2 − 2.2319λ + 1) (0 ≤ λ < 2) h x ,t = 0 , 0 (λ ≥ 2) h0,0
式中:λ =
(10)
x 2
µ
Khm t
。 其中 K 为渗透系数, 单位: m/d;hm 为含水层的平均厚度, 单位: m, 取 hm=(h0,0+h0,t)/2,
2
滑坡评价的计算公式
滑坡的计算采用不平衡推力法,假定条间力的作用方向与上一条的滑面方向平行,计算简图如图 3 所 [5] 示, 这里浸润线以下的部分用渗透力和土条浮重来考虑土条中水的作用 , 通过条块的静力平衡可以得到 Fi=[(W1i+ W2′i )sinαi+Dicos(αi-βi)] (11) -{ciLi+[(W1i+ W2′i )cosαi-Disin(αi-βi)]tanφi}/Fs+Fi-1ψi-1 式中:ψi-1=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)tanφi/Fs; W1i 为土条中浸 润线以上土条的重力;Wli 为土条中浸润线以下土条的浮重; Fi,Fi-1 分别为本条和上一条的剩余推力; αi,αi1 分别为本条和上一条的滑 面倾角;ci,φi 分别为滑带土的黏结力和内摩擦角;Fs 为滑坡的稳定 系数;Di=γwAisinβi,其几何意义是土条中饱和浸水面积 Ai、水的 重度 γ w 、水力坡降 sinβi 的乘积,其大小等于渗透压力,其方向与 水流方向一致,与水平向的夹角为βi。 式(11)中右边第一项为本条的下滑力, 第二项为本条的抗滑力, 第三项为上一条传下来的不平衡推力。对于第一条,最后一项为 0, 用上式逐条计算,直到最后一条的剩余下滑力为 0,由此确定稳定 系数 Fs。同样若要计算某一安全系数下的推力,只要取 Fs 等于安全 系数,将其代入式(11)即可得到推力。
大坝工程的稳定性分析及处理
大坝工程的稳定性分析及处理大坝是水利工程中的重要组成部分,其稳定性对于整个水利工程的安全运行至关重要。
然而,随着时间的推移,大坝出现各种问题的概率也随之增加。
因此,对大坝的稳定性进行分析和处理已经成为一个必不可少的过程,本文将着重对大坝工程的稳定性分析及处理进行探讨。
一、稳定性分析的方法大坝稳定性分析是大坝工程的基本工作之一。
进行稳定性分析的方法主要分为两种:一种是静力分析,另一种是动力分析。
静力分析是根据静力学原理,对大坝的各种力学效应变量进行计算和分析,从而得出大坝的稳定系数。
静力分析主要包括两个方面的内容:一个是评估大坝的稳定系数,另一个则是评估大坝建筑物的稳定系数。
动力学分析是根据大坝在不同的荷载情况下不同的振动特性,通过对大坝进行立体建模计算,得出大坝在不同条件下的振动特性变化及其对工程的稳定性的影响。
动力学分析可以通过不同的建模方法,如有限元法及动力学方程法得出大坝振动特性的解析结果。
二、大坝稳定性分析的难点种种因素会对大坝稳定性产生影响,其中最重要的因素是水。
建立合适的稳定性分析模型,首先需要对水流进行合适的建模、分析和计算。
然而,由于水流的复杂性,这一步骤常常需要计算液压力、特定流量及水文学特性。
除此之外,真实情况下大坝所面对的恶劣环境也会对大坝稳定性分析带来极大的挑战。
三、大坝稳定性分析的处理方法目前,针对大坝稳定性分析所出现的问题,我们拥有很多的解决方案。
一威鲁斯公式是大众所熟知的解决办法。
通过这个公式,我们可以计算出大坝的稳定系数,进而评估大坝工程安全可靠性。
此外,针对现场环境所存在的问题,我们可以采用不同的处理策略进行支撑和辅助。
例如,当遇到地质扫描中发现岩石变形不足、地基不够坚固等问题时,我们可以在建设前期对大坝的环境进行调查并对地基加固。
而当大坝在线运行时,我们可以通过不同的手段对大坝进行监测,从而及时发现问题并予以解决。
四、结论大坝工程的稳定性分析及处理非常关键。
在分析大坝工程的稳定性时,我们需要综合考虑多种因素,并充分发挥科技手段的优势。
西泌河水库左岸导流洞进水口边坡稳定性研究
6 5 。
延伸;裂隙总 长度 3 0 m,宽 度
在 1—2 e a, 局 部 宽 度 可 达 r 到 1 9 c m。
工程 区地处 云 贵高原 向广 西丘 陵 盆地 过 渡 的斜 坡地 带 ,地 形起 伏较 大 ,属高 原 峡谷 区 。地 势总 体
②
N5 0 。 ~6 0。 W/S W 8 0。
关 键 词 : 导流 洞 ;进 水 口边 坡 ; 变形 破 坏 特 征 ;稳 定性 中图 分 类 号 :T V 6 2+1 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1 0 0 8 — 1 3 0 5 ( 2 0 1 7 ) 0 1 — 0 1 3 8 - 0 4
西泌 河水 库位 于贵 州西 泌河 下 游河段 ,其 大坝 枢纽 区在 贵州 省 晴隆县 莲城镇 与 马场 乡 交 界处 ,坝 址 以上 集雨 面积 3 3 6 . 8 5 k m 。西 泌河 水 库 施 工导 流 方式 为 围堰 断 流 、隧 洞 导 流 ,导 流 洞 位 于 左 岸 坡 。
主 ,且 内部有 卸荷裂 隙 和裂缝 的存 在 ,边 坡 开挖 施 工可 能 引起 边 坡 的失 稳 ,对水 库建 设施 工 导 流方 案
的 实 施 造 成 较 大 影 响 。
1 导 流 洞 进 水 口边 坡 地 质 条 件
1 . 1 区域 地 形 地 貌
①
N 4 5 。 E / N W 5 0 。
分析 了 边坡 地 质 条件 及 变 形破 坏 特征 , 并 运 用 极 限 平衡 法 对 导 流 洞进 水 口边 坡 稳 定 性 进 行研 究 。 结 果 表 明 , 边坡
结构 整 体 稳 定性 良好 ,但 局 部 区域 有 发 生 失稳 变 形 的 可 能 ,需在 施 x - 支 护 方 面 多加 注 意 。
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西静河水库左库岸失稳边坡稳定性分析作者:杨妙帆郭浩亮刘成栋朱延熙来源:《南水北调与水利科技》2015年第01期摘要:西静河水库位于地震频发区,近坝库岸坡陡峻,其左岸边坡是否稳定一直是困扰水库安全运行的主要问题之一。
根据西静河水库库区地质勘察资料和坝址区水文地质条件,对西静河水库库岸滑坡带进行了详析,在此基础上采用不平衡推力法对左库岸失稳边坡进行了稳定性分析,结果表明:西静河水库左岸边坡趋于稳定,但在持续暴雨或加载地震力的情况下边坡中段有滑坡风险,该结论得到了现场勘察情况的支持。
关键词:西静河水库;地质条件;失稳边坡;地震荷载;暴雨条件;不平衡推力法;稳定性中图分类号:TV697.2 文献标志码:A文章编号:1672-1683(2015)01-0100-03Stability analysis of unstable slopes on the left bank of Xijinghe ReservoirYANG Miao-fan1,GUO Hao-liang2,LIU Cheng-dong1,ZHU Yan-xi3(1.Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210029,China;2.Zhejiang Design Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Hangzhou 310000,China;3.Hohai University,Nanjing 210029,China)Abstract:Xijinghe Reservoir is located in an active earthquake zone,and the slopes near the dam are steep.Hence,the stability of the slopes has always been one of the problems affecting the reservoir security.Based on the geological survey data and hydrogeological conditions in the Xijinghe Reservoir,the landslide zone in the embankment of the Xijinghe Reservoir was analyzed in detail.The stability analysis of the slopes on the left bank was performed using the imbalance thrust force method.The results showed that the slopes on the left bank of the Xijinghe Reservoir is stable under the natural conditions;however,landslides may occur in the middle part of the slopes under the sustained heavy rains or earthquakes conditions.The conclusions were consistent with the in-situ survey results.Key words:Xijinghe Reservoir;geological condition;unstable slope;seismic load;heavy rain; imbalance thrust force method;stability西静河水库是一座多年调节的中型水库,位于金沙江水系龙川江流域西静河支流母掌田,距楚雄市区(西北)23 km。
水库径流面积60 km2,总库容1 12345万m3,调节库容8984万m3,最大坝高60 m,正常蓄水位1 9483 m。
水库库盆狭小,两岸岸坡陡峻,右岸的塌岸和左岸库岩小规模滑坡及塌滑是该水库最为发育的地质现象。
因此该水库的库岸稳定问题,尤其是左库岸的失稳边坡稳定性问题,直接影响到水库兴利效益的发挥[1]。
1研究区工程地质与水文地质概况右岸库岸现状:右岸库岸植被茂密,多为森林,地表坡度在20°~35°之间,除了在进水口上游侧岸坡正常蓄水位附近,因库水浸蚀产生塌岸外,其余地带库岸稳定,无不良地质现象发育[2]。
因塌岸范围和规模较小,右库岸可判为基本稳定。
左岸库岸现状:左岸近坝库岸植被稀疏,岸坡陡峻,坡度基本在50°以上。
现场地质考察发现,靠近山顶部位地表覆盖层为第四系残坡积层(Q4el+dl)碎石土,灰白、灰黑色黏土、粉质黏土夹碎石;山顶下方坡面地表覆盖层则多为第四系崩积体(Q4col),块石、碎石夹砂土、黏土及粉质黏土;地表出露基岩为鸡窝状白垩系下统高丰寺组(K1g)灰白、青灰色厚层状长石石英砂岩夹紫红色泥岩,节理裂隙较发育,产状 N61°E,NW∠14°~18°,倾向下游,岩体风化程度深[3],强风化岩体厚度约在50 m以上。
左岸远库端局部为旱地,地表坡度平缓,植被良好,库岸稳定,无不良物理地质现象发育[4]。
水库库盆狭小,枢纽区位于山谷中,处于地震易发地带,地震设防烈度为7°。
库右岸山坡植被茂密,左岸因水库建设期间料场开采,植被覆盖较差。
库盆两岸岸坡陡峻,尤其是左岸,基岩出露较多,整个山坡稳定性差,形成较小规模的塌滑[5]。
库区左岸发育一条大冲沟,冲沟内有一条小河汇入水库,是西静河水库库容的重要来源,右岸有较大冲沟2条,切割较深,常年都有水汇入库区,但流量不大。
西静河水库多年平均降雨量为900 mm,较为充沛,且库区拥有较为丰富的地下水资源。
枢纽区地层为一套阻水性及透水性较弱的泥岩、粉砂质泥岩及长石石英砂岩,水文地质条件相对简单,主要有松散孔隙潜水、基岩裂隙潜水和承压水三类[6]。
地下水主要表现为顺层流动,往往在砂、粉砂质泥岩或泥岩界面附近以泉的形式出露地表,补给河水。
库区内受构造影响,局部地区存在承压水,单孔涌水量Q=235 m3/d。
2滑带特征水库左岸塌滑体沿库区上、下游方向长度约300 m,沿坡向宽度平均约40 m。
塌滑体中部发育一小型浅表滑坡。
该滑坡体沿上、下游方向长约26 m,沿坡向宽约34 m,为浅表覆盖层滑坡体,滑床深度约20~50 m,目前该滑坡体处于稳定状态。
在现场勘查中进行了工程地质测绘,库区工程地质条件见图1;并选择了1-1′、2-2′、3-3′、4-4′典型断面,剖面位置见图2。
由测绘成果可知,1-1′剖面上段基岩出露,塌滑体主要为节理裂隙发育的表层强风化岩体,在雨季因重力作用失稳产生崩塌,但深度岩体稳定性较好,下部小路以下崩塌堆积体范围小,厚度小,如果失稳,对上部库岸稳定性无大的影响。
3-3′剖面处地表覆盖层较深薄,在25~30 m,如果其失稳,也是地表崩塌堆积体向库区滑动,其厚度不大,方量也有限,不会对库岸稳定有太大影响。
因此选择2-2′剖面对该崩塌堆积体的稳定性进行验算,以判断其在各个工况下的稳定性。
3库岸稳定计算对于边坡稳定性的分析研究,主要有两类方法:一类是基于极限平衡的传统方法,另一类则是基于有限元计算的分析方法。
其中前者最常用。
经勘查发现,西静河水库堆积体最危险滑移面呈折线型,本次稳定性计算采用基于极限平衡理论的不平衡推力传递系数法[7],对堆积体2-2′剖面推测最危险滑动面进行条块划分,按折线型不平衡传递法系数进行堆积体各条块推力及稳定性计算[8]。
3.1不平衡推力法不平衡推力法针对的是折线形滑面,其基本假定为条间力的作用方向与上一条块的滑面方向平行[9-11]。
计算公式[12]如下:Kf=∑n-1i-1(Wi(1-ru)cosαi)tgφi+CiLin-1j-1Ψj+Rn∑n-1i-1(Wisinαi+Acosαi)n-1j-1Ψj+Tn(1)其中:Rn=(Wn((1-ru)co sαn)-Asinαn)-RDn)tgφnCnLn(2)Tn=(Wn(sinαn+Acosαn)+TDn)(3)n-1j-1Ψj=ΨiΨi+1……Ψn-1(4)式中:Wi为第i条块的重量(kN/m);Ci为第i条块内聚力(kPa);φi为第i条块内摩擦角(°);Li为第i条块滑面长度(m);αi为第i条块滑面倾角(°);A为地震加速度(重力加速度g);Kf为稳定系数;Ψj为第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i)。
Ψj=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tgφi+1(5)堆积体剩余下滑推力计算公式[13]为Pi=Pi-1Ψ+Ks·Ti-P1i(6)其中,传递系数为Ψj=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)·tanφi(7)Ti=Wisinαi+Acosαi(8)抗滑力为Ri=(Wi(cosαi-Asinαi)+CiLi)(9)式中:Pi为第i条块推力(kN/m);Pi-1为第i条块的剩余下滑力(kN/m),其余符号含义同前。
3.2参数选取根据该区域地下水埋深综合情况并参考相似工程,对于2-2′剖面堆积体土石比综合取3∶7,堆积体天然容重平均值取213 kN/m3,饱和容重平均值取220 kN/m3。
计算时假定水库蓄水至正常蓄水位,左岸库岸堆积体地下水位与水库正常蓄水位相接。
采用反演分析法确定该崩塌堆积体的c、φ值,以饱和状态来拟合连续暴雨工况。
假设该堆积体在此条件下处于极限平衡状[14],稳定系数取Fs=10,选取此时主堆积体土的c=35 kPa,φ=23°。
经反演分析,并结合相似土体的经验值,堆积体与下方强风化岩体面的抗剪强度参数c、φ值取值见表1。
考虑一定的安全裕度,对c、φ值进行适当折减。
计算时考虑西静河左岸近坝库岸堆积体若产生滑坡,将增大库区淤积,影响水库向楚雄市供水,对水库安全运行将产生一定程度影响,直接经济损失估计小于500万元,大于100万元。
故将验算工程等级定为Ⅲ级,安全系数取120,其荷载组合应包括基本荷载和特殊荷载,具体按以下三种工况进行计算。
4计算结果与分析堆积体2-2′剖面推测最危险滑动面条块划分见图3。
根据危岩体稳定程度等级划分[15],将堆积体稳定性评价标准确定为:Fs对堆积体2-2′剖面不同工况下的稳定系数计算结果见表3。
由表3可知,西静河左岸失稳边坡在天然自重工况下(Ⅰ工况),堆积体稳定系数Fs在151以上,处于稳定状态;在持续暴雨饱水情况下(Ⅱ工况),堆积体稳定系数Fs上段及下段均>120,表明其基本稳定或稳定,但中段稳定系数为Fs=1061~1152,即中段欠稳定;在持续暴雨饱水和地震力的情况下(Ⅲ工况),仅第1条的稳定系数为1417,稳定外,其他各段稳定系数Fs=0908~1089,表明其欠稳定或不稳定,中段稳定系数Fs小于10,表明其不稳定。