块体理论在某水电站楔形体稳定性分析中的应用
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第２ ４卷 第 ５期
２１ ０ ０年 １ 月 ０
资 源 环 境 与 工程
Ｒｅ ｏ ｒ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓＥｎｖｒ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ＆ Ｅｎ ｉ ｅｉ ｇ ｇｎｅ ｒｎ
ＶＤ．２ Ｎｏ １ ４． ．５ Ｏｃ ．２ ０ ｔ ， ０１
块体 理 论在 某 水 电站 楔 形体 稳 定 性分 析 中的应 用
（ ）裂 隙面 ２ ２ ０ ２ ０ Ｌ２ 。 ３ 。 间距 １０— ２ ：８ 。一 ９ 。 ５ 一 ５ ， ．
楔形 体 ， 本文运用块体 理论 的全空 问赤平投影 法判 断其 滑动模式 ， 并采用矢 量分析法对 其进行 了稳定
分析 。
１ 块体理论方法概述
块 体理论 首先将 结构 面和开挖 临 空面看 成 空 间平
某水 电 站 厂 房 后 边 坡 坡 高 约 １０ ｍ， 坡 走 向 ７ 边
岩体 的开挖 ， 得暴露在 临空面上 某些块 体失去 原 使
始 的静 力 平 衡 状 态 ， 因而 造 成 某 些 块 体 先 沿 着 结 构
面滑移 、 失稳 ， 进而产 生连锁反应 ， 成岩 体工程 的 ２０ ； 造 ８ 。组成边 坡 的岩 性 为 紫 红 色 钙 质 泥 岩 、 砂 质 泥 粉 破坏 。块体理论 …能较好地分析此类局部块体失稳 岩 、 岩 、 泥 泥质 粉砂 岩夹石 英砂 岩 、 质细 砂 岩 ， 钙 以较软 引起 连锁 反 应 的破 坏 模 式 ， 一 方 法 被 引 入 国 内后 ， 岩为主， 这 具有失水风化崩解性 。岩层产状 ２０ ～ ７ 。 ６ 。 ２０
张 涛 ，朱 伟 ， 闫思泉 ，高 旭 辉
（ 河勘 测 规 划 设 计 有 限公 司 ， 南 郑州 黄 河 ４ ００ ） ５０ ３
摘
要 ：某水 电站厂房后 边坡施 工过程 中揭露 了一非典型性的楔形 体，据 现场获得 的裂 隙面参数和楔 形体
几何参数 ，用全空间赤平投影 法确定 了其滑动模 式，采 用块 体理论矢量 法进 行其 自然条件和饱 水工况 下的
２０ｍ， ． 充填泥质 、 岩屑及铁质锈膜 ； （） ３ 层面 ： ０ ～ ７ 。 ０ ～ ０ ， ２ 。 ２０ ／６ 。 ７ 。 个别发育泥质 ６
夹层 ， 宽约 ３～ ｍ。 ５ｍ
面， 块体是由空间平面构成的几何凸体 ， 将各种作用荷
成 的块 体类 型及 其可 动性 ； 后通 过静 力平 衡计 算 ， 然 求
得到 了广 泛 的 应 用 Ｊ 。某 水 电站 厂 房 后 边 坡 岩 体 裂 隙 比较发 育 ， 由于 裂 隙 面 和 边坡 面 的组 合 切 割 ， 使
岩 体 被 切 割 成 不 连 续 的 块 体 。 针 对 边 坡 上 的 非 典
Ｌ ６０ 。～７５ 。。
３ 厂房后边坡稳定性初步判别
稳 定性分析 。为后期 的加 固处理设计提供 了一定的依据 。
关键词 ：块体理论；全 空间赤平投影 ；滑动模 式；矢量法 ；稳定性 分析
中 图分 类 号 ：Ｔ ７ Ｖ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１７ —１ １ （０ ０ ０ ０ ４ ０ ６ １ ２ １ ２ １ ）５— ４ ６— ４
第５ 期
张
涛等 ： 块体理论在某水 电站楔形体稳定性分析 中的应 用
外， 且倾 角也 均大 于结 构面 摩擦 角 （ 值见 表 １ ， 取 ） 故存
在 沿结 构面交 线 滑动 的可 能性 。 从 图 １和图 ２的赤平 投影 图 中也 同样 可 以得 知 ：
０ 引言
岩体 被结 构 面切 割 成各 种类 型 的块 体 时 ， 自然 在 状态 下 ， 些 空 间块 体 处 于 静 力 平 衡 状 态 。但 由 于 这
２ 工程地质条件概述
某水 电站 工 程 规模 为 大 （ ） ， 型 为混 凝 土 双 ２型 坝 曲拱 坝 ， 大坝 高 １Ｉｍ， 常 蓄水 位 ７６０ 相应 最 １ 正 ５ ．０ｍ， 库容 １９ ｍ 。电站装 机容量 １０ＭＷ。 ．７Ｘ１ ０ ３
根据《 利 水 电工 程边 坡 设计 规 范》（ Ｌ ８— 水 ｓ３ ６ 了初步判别 （ 图 １ 图 ２ 。分析 中采 用 了如下产 见 和 ） 状： 边坡坡面 １０ Ｌ ９ ； ９ 。 ５ 。裂隙面 １ １０ ／ ５ ； 为 ６ 。＿ 。 裂隙 ＿ ６
面 ２为 ２ ０ Ｌ３ 。层 面为 ２ ０ Ｌ７ 。 ８。 ５ ； ７。 ０。 从 图 ２中可 以读 出 ： 隙 面 １与层 面交 线 产 状 为 裂
根据前 期 工 程 地 质 勘 察 及 后 期 施 工 地 质 编 录可
型性 （ 区 别 于 问 四面 体 或 五 面体 的 楔 形 体 ） 确 定 性 的
知 ， 房后边 坡主要 发育 如下几 组结构 面 ： 厂 （ ）裂 隙面 １１０ １ ：６ 。～１０ Ｌ４ 。 ７ 。间距 ０ ３一 ８。 ５ 一 ９ ， ． Ｉ２ｍ， ． 充填 泥质 、 岩屑及 铁质锈 膜 ；
１。 ６ ； ４。 论分析结果 ； 二是作 图法——应用全空问赤平投影方 ２２ Ｌ５ 。 裂 隙 面 １与 裂 隙 面 ２交 线 产 状 为 ２０ ／２． 。 ８４ 。可以看 出以上两条结构面 的交线均倾 向坡 法直 接作 图分析 。
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ００— ７— １
作者简介 ：张涛 （９ ８ ，男 ， １７ 一） 工程师 ，岩土工程专业 ，从事水利水 电工程地质工作。Ｅ— ａ ：ｚａｇ ｏ２ ６ ＠１３ ｃｒ ｍ ｉ ｈｎｔ ５ ９ １ ６ ．ｏ ｌ ａ ｎ
载看成空间向量 ， 应用几何方法详尽研究岩体 内可构 ２０ ）采 用极射 赤平投 影法 对厂 房后边 坡稳定 性 进行 ０７ ， 出块体的滑动力 ， 作为工程加 固措施 的设计依据。具 体分析方法有 两种 ： 一种是矢量运算法——将空问平 面和力系以矢量表示， 通过矢量运算给 出全部块体理
２１ ０ ０年 １ 月 ０
资 源 环 境 与 工程
Ｒｅ ｏ ｒ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓＥｎｖｒ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ＆ Ｅｎ ｉ ｅｉ ｇ ｇｎｅ ｒｎ
ＶＤ．２ Ｎｏ １ ４． ．５ Ｏｃ ．２ ０ ｔ ， ０１
块体 理 论在 某 水 电站 楔 形体 稳 定 性分 析 中的应 用
（ ）裂 隙面 ２ ２ ０ ２ ０ Ｌ２ 。 ３ 。 间距 １０— ２ ：８ 。一 ９ 。 ５ 一 ５ ， ．
楔形 体 ， 本文运用块体 理论 的全空 问赤平投影 法判 断其 滑动模式 ， 并采用矢 量分析法对 其进行 了稳定
分析 。
１ 块体理论方法概述
块 体理论 首先将 结构 面和开挖 临 空面看 成 空 间平
某水 电 站 厂 房 后 边 坡 坡 高 约 １０ ｍ， 坡 走 向 ７ 边
岩体 的开挖 ， 得暴露在 临空面上 某些块 体失去 原 使
始 的静 力 平 衡 状 态 ， 因而 造 成 某 些 块 体 先 沿 着 结 构
面滑移 、 失稳 ， 进而产 生连锁反应 ， 成岩 体工程 的 ２０ ； 造 ８ 。组成边 坡 的岩 性 为 紫 红 色 钙 质 泥 岩 、 砂 质 泥 粉 破坏 。块体理论 …能较好地分析此类局部块体失稳 岩 、 岩 、 泥 泥质 粉砂 岩夹石 英砂 岩 、 质细 砂 岩 ， 钙 以较软 引起 连锁 反 应 的破 坏 模 式 ， 一 方 法 被 引 入 国 内后 ， 岩为主， 这 具有失水风化崩解性 。岩层产状 ２０ ～ ７ 。 ６ 。 ２０
张 涛 ，朱 伟 ， 闫思泉 ，高 旭 辉
（ 河勘 测 规 划 设 计 有 限公 司 ， 南 郑州 黄 河 ４ ００ ） ５０ ３
摘
要 ：某水 电站厂房后 边坡施 工过程 中揭露 了一非典型性的楔形 体，据 现场获得 的裂 隙面参数和楔 形体
几何参数 ，用全空间赤平投影 法确定 了其滑动模 式，采 用块 体理论矢量 法进 行其 自然条件和饱 水工况 下的
２０ｍ， ． 充填泥质 、 岩屑及铁质锈膜 ； （） ３ 层面 ： ０ ～ ７ 。 ０ ～ ０ ， ２ 。 ２０ ／６ 。 ７ 。 个别发育泥质 ６
夹层 ， 宽约 ３～ ｍ。 ５ｍ
面， 块体是由空间平面构成的几何凸体 ， 将各种作用荷
成 的块 体类 型及 其可 动性 ； 后通 过静 力平 衡计 算 ， 然 求
得到 了广 泛 的 应 用 Ｊ 。某 水 电站 厂 房 后 边 坡 岩 体 裂 隙 比较发 育 ， 由于 裂 隙 面 和 边坡 面 的组 合 切 割 ， 使
岩 体 被 切 割 成 不 连 续 的 块 体 。 针 对 边 坡 上 的 非 典
Ｌ ６０ 。～７５ 。。
３ 厂房后边坡稳定性初步判别
稳 定性分析 。为后期 的加 固处理设计提供 了一定的依据 。
关键词 ：块体理论；全 空间赤平投影 ；滑动模 式；矢量法 ；稳定性 分析
中 图分 类 号 ：Ｔ ７ Ｖ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１７ —１ １ （０ ０ ０ ０ ４ ０ ６ １ ２ １ ２ １ ）５— ４ ６— ４
第５ 期
张
涛等 ： 块体理论在某水 电站楔形体稳定性分析 中的应 用
外， 且倾 角也 均大 于结 构面 摩擦 角 （ 值见 表 １ ， 取 ） 故存
在 沿结 构面交 线 滑动 的可 能性 。 从 图 １和图 ２的赤平 投影 图 中也 同样 可 以得 知 ：
０ 引言
岩体 被结 构 面切 割 成各 种类 型 的块 体 时 ， 自然 在 状态 下 ， 些 空 间块 体 处 于 静 力 平 衡 状 态 。但 由 于 这
２ 工程地质条件概述
某水 电站 工 程 规模 为 大 （ ） ， 型 为混 凝 土 双 ２型 坝 曲拱 坝 ， 大坝 高 １Ｉｍ， 常 蓄水 位 ７６０ 相应 最 １ 正 ５ ．０ｍ， 库容 １９ ｍ 。电站装 机容量 １０ＭＷ。 ．７Ｘ１ ０ ３
根据《 利 水 电工 程边 坡 设计 规 范》（ Ｌ ８— 水 ｓ３ ６ 了初步判别 （ 图 １ 图 ２ 。分析 中采 用 了如下产 见 和 ） 状： 边坡坡面 １０ Ｌ ９ ； ９ 。 ５ 。裂隙面 １ １０ ／ ５ ； 为 ６ 。＿ 。 裂隙 ＿ ６
面 ２为 ２ ０ Ｌ３ 。层 面为 ２ ０ Ｌ７ 。 ８。 ５ ； ７。 ０。 从 图 ２中可 以读 出 ： 隙 面 １与层 面交 线 产 状 为 裂
根据前 期 工 程 地 质 勘 察 及 后 期 施 工 地 质 编 录可
型性 （ 区 别 于 问 四面 体 或 五 面体 的 楔 形 体 ） 确 定 性 的
知 ， 房后边 坡主要 发育 如下几 组结构 面 ： 厂 （ ）裂 隙面 １１０ １ ：６ 。～１０ Ｌ４ 。 ７ 。间距 ０ ３一 ８。 ５ 一 ９ ， ． Ｉ２ｍ， ． 充填 泥质 、 岩屑及 铁质锈 膜 ；
１。 ６ ； ４。 论分析结果 ； 二是作 图法——应用全空问赤平投影方 ２２ Ｌ５ 。 裂 隙 面 １与 裂 隙 面 ２交 线 产 状 为 ２０ ／２． 。 ８４ 。可以看 出以上两条结构面 的交线均倾 向坡 法直 接作 图分析 。
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ００— ７— １
作者简介 ：张涛 （９ ８ ，男 ， １７ 一） 工程师 ，岩土工程专业 ，从事水利水 电工程地质工作。Ｅ— ａ ：ｚａｇ ｏ２ ６ ＠１３ ｃｒ ｍ ｉ ｈｎｔ ５ ９ １ ６ ．ｏ ｌ ａ ｎ
载看成空间向量 ， 应用几何方法详尽研究岩体 内可构 ２０ ）采 用极射 赤平投 影法 对厂 房后边 坡稳定 性 进行 ０７ ， 出块体的滑动力 ， 作为工程加 固措施 的设计依据。具 体分析方法有 两种 ： 一种是矢量运算法——将空问平 面和力系以矢量表示， 通过矢量运算给 出全部块体理