杨房沟水电站左岸坝肩块体稳定性

杨房沟水电站位于四川省凉山州木里县境内 的雅砻江中游河 段 上 ， 是规划中该河段的第５级 水电 站 ， 初拟正常蓄水位２ 相应库容 ０ ９ ４ ｍ， 死水 位 ２ 死 库 容 ４． ４． ５ ５ ８×１ ０ｍ ； ０ ８ ８ ｍ， ０ ２ ０× ８ ３ 最大坝高 １ 装机 １ ０ ｍ 。 坝顶高程 ２ １ ０ ０ｍ， ５ 肩部位节理产状 及块体组合 ， 从虚 功 原 理 出 发 推 导 出 规 则 块 体 稳 定性公式
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， 继而结合工程实际提出计算不规
则块体的方法 ， 对典型块体的计算结果进行分析 ， 并提出可行性建议 。
１ 工程地质条件
杨房沟坝址区两岸 山 顶 夷 平 面 海 拔 ４ ０ ０ ０～ 河流深切呈 “ 型， 属高山峡谷地 ４ ５ ０ ０ｍ左右 ， Ｖ” 貌。雅 砻 江 总 体 以 Ｎ ２ ０ ° ０ ° Ｗ 流 向 流 经 坝 区。 ～３ 区内 地 势 北 西 高 南 东 低 ， 左 岸 地 形 陡 峭， 基岩裸
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ０Ｎ ｏ ． １ ２ Ｄ ｅ ｃ ． ２ ０ １ ２
杨房沟水电站左岸坝肩块体稳定性分析
侯 迪， 刘 广， 李颂章 ， 罗 林
（ ） 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ２ 摘要 ：为 评 价 杨 房 沟 水 电 站 坝 肩 稳 定 性 ， 分析了 杨 房 沟 水 电 站 左 岸 坝 肩 地形地 貌 特征 、 地层 岩 性 、 地质构造等 根据 虚功 原 理 推导规则 块 体 稳 定 性 公 式 ， 结合 工 程 实 际 提出 计算不 规则 块 体 的 方 法 ， 在 分析 危 工 程地 质条件 ， 险 块 体 组 合的 基 础 上计算 了 典 型 块 体安全 系 数 ， 建 议 对 局 部 不 稳 定 或 稳 定 性 较 差 的 部 位 采用 锚 固 、 护坡排水、 坡面排水、 置换、 灌 浆 等 措施 。 关键词 ：边 坡 稳 定 ；虚功 原 理 ；块 体 稳 定 性 ；杨 房 沟 水 电 站 中图分类号 ： ＴＶ ２ ２ ３． ３； ＴＵ ４ ５ ７ 文献标志码 ：Ａ
总容量 １ 保证出力５ 多年平均 ５ ０ ０ ＭＷ， ２ ４ ＭＷ，
［］ ８ 发电量为 ６ ５． ０ ９ ３×１ ０ ｋＷ ·ｈ１ 。 坝 址 区 为 高 山
峡谷地貌 ， 左岸为万年雪山山脉 ， 河谷及其支流强 形成高差达千余米深切河谷 ， 加之地 烈侵蚀切割 ， 应力水平相对较高 ， 高边坡安全问题突出 。 目前 ， 国内关于边坡稳 定 问 题 的 研 究 已 较 深 入 ， 边坡稳 定性计算中应用 最 多 的 是 二 维 极 限 平 衡 分 析 法 ， 如毕肖普法 、 陆军工程师团法等 ， 均通过引入一定 受力假定 ， 将边坡 稳 定 性 问 题 简 化 成 平 面 问 题 进 行计 算 ， 往 往 会 低 估 其 稳 定 性， 具有一定的局限
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地形坡度多在 ５ 以上 ， 局部呈悬崖状 。 露， ０ ° 上坝址区左岸主要地层为燕山期花岗闪长岩 岩体 ， 深灰 、 浅灰色 ， 细粒状结构 ， 块状构造 。 整个 裂隙主要优势 坝肩工程区发育 有 多 组 优 势 节 理 ， 方位为 ＮＷＷ 向 及 ＮＮ 主 Ｅ 向。 小 断 层 较 发 育， 要有ｆ １ ９、 ｆ ２ ２、 ｆ ２ ３、 ｆ ２ ４、 ｆ １ ３、 ｆ ３ ２、 ｆ ７ １、 ｆ ８ ８、 ｆ ８ ９、 ｆ ９ ０ － 等断层。结构面近 ＥＷ 走向较多， 以中陡倾角为主。 坝肩左岸边坡 岩 性 均 为 花 岗 闪 长 岩 ， 岩石风 化程度弱及卸荷程度低 ， 岸坡岩体以弱风化为主 ， 受小断层 、 节理裂隙等因素控制 ， 浅表层岩体完整 性较差 ， 局部 较 破 碎 。 左 岸 边 坡 强 卸 荷 带 水 平 深 度一般 ０～１ 垂直深度 ０～２ 弱卸荷 ４． ５ｍ， ６． ８ ｍ； 水平深度 带主要表现为平行顺坡向节理发育， ５ ． ８ ～ 垂直深度５ ３ ４ ． ０ｍ， ． ９ ３ ７ ． ３ｍ。 ～
２～４］ 。 本文根据已有地质勘探成果和坝肩岩 体 性［
２ 块体稳定性计算理论
假定块体处在静力平衡状态， 在块体内部满足 平衡微分方程： （ ） １ σ ｆ ｉ ｉ ＝０ ｊ， ｊ＋ 式中， σ ｆ ｉ ｉ 为作用在块体 ｊ， ｊ为块体内真实应力状态 ； 上的体积力。 在块体边界， 满足应力边界条件： （ ） ｎ ２ σ ｉ ｉ ｊ ｊ ＝Ｔ 式中， ｎ σ ｉ ｊ 为块体内真实应力状态 ； ｊ 为单位法向量 ；
， 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ４ １ ７ ２ ０ １ ２ ０ ５ ０ ３ － － － －
Ｔ ｉ 为作用在块体边界上的面力 。 假设在静力平衡的基础上， 在块体内部产生虚
应变 δ 在块体边界上表现为虚位移 δ 根据虚功 ｕ ε ｉ ｉ， ｊ，
） ； ， 基金项目 ：国家自然科学基金资助项目（ 国家重点基础研究发展计划 （ 基金资助项目 （ ５ ０ ９ ７ ９ ０ ８ １ ９ ７ ３ 计划 ） ２ ０ １ １ Ｃ Ｂ ０ １ ３ ５ ０ １ ） ； ） 教育部新世纪人才基金资助项目 （ ２ ０ １ １ Ｃ Ｂ ７ ３ ２ ０ ０ ５ Ｎ Ｃ Ｅ Ｔ １ １ ０ ４ ０ ６ － － ， ： 作者简介 ：侯迪 （ 男， 硕士研究生 ， 研究方向为岩体水力耦合 、 边坡稳定性评价 ， ｍ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｍ １ ９ ８ ９ Ｅ ａ ｉ ｌ ｈ ｏ ｄ ８ ９ ０ ２ １ ５ －） －ｍ ＠ｇ ｙ
第 ３ ０卷 第１ ２期 ２ ０ １ ２年１ ２月 （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ７ ０ ９ ２ ０ １ ２ １ ２ ０ １ １ ４ ０ ４ － － －
水 电 能 源 科 学 Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ