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随着我国西藏水电能源的开发,高山峡谷复杂地质环境条件下大型水电站的修建所带来的岩质高边坡的稳定性问题日益突出,如美水电站位于西藏自治区芒康县境内的澜沧江上游河段,拟建的心墙堆石坝最大坝高达315m,工程规模为一等大一型,是我国乃至世界上的高坝之一。如美水电站左岸坝肩边坡所在的河谷呈深“V”型,岩性为英安岩和花岗岩(左岸坝肩边坡开挖区以英安岩为主),左岸坝肩边坡具有地形陡峻、岩质坚硬、结构面发育、地表风化卸荷强烈和地应力复杂等特点,因此,对左岸坝肩开挖响应及稳定性的研究具有重大工程意义。本文以如美水电站左岸坝肩边坡为研究对象,通过边坡工程地质条件、岩体结构特征等研究,以定性分析和定量分析相结合的基本学术思想综合评价左岸坝肩边坡开挖条件下的变形破坏模式,基于变形破坏模式评价其开挖响应和稳定性。取得的主要研究成果如下:(1)根据前期坝址区地质调查资料,结合现场调查和复核,查明了边坡岩体结构特征。将左岸坝肩边坡发育的结构面按成因分为原生、构造和表生结构面,根据结构面分级标准将结构面分为Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级结构面。基于大量平硐调查资料,总结了左岸坝肩边坡岩体风化卸荷特征。(2)定性分析和定量分析相结合,分析了边坡潜在的变形破坏模式和变形破坏的边界。边坡变形破坏模式为由陡倾断层(或长大陡倾结构面)与中缓倾结构面组合形成的阶梯状滑移-拉裂或蠕滑-拉裂。左岸坝肩边坡开挖后存在三个潜在不稳定区域:其一是断层fp13-1和高高程附近发育的缓倾外节理组成的潜在不稳定区域;其二为断层fp9-3、fp9-4和碎裂岩体界限组成的潜在不稳定区域;其三为断层带、岩脉和长大裂隙组合形成的浅表部潜在不稳定区域。(3)基于有限差分法和传递系数法,系统地研究了左岸坝肩边坡开挖卸荷条件下的稳定性。通过有限差分法得到边坡分级开挖条件下的应力、变形响应,通过传递系数法定量地分析了边坡潜在组合块体的稳定性。开挖影响边坡浅表部应力,其中最大主应力有减小→增大→减小的趋势。开挖引起最大约146.3cm的合位移,向坡外的最大变形约为73.6cm,向下的最大变形约为146.1cm,最大回弹值约为3.2cm。通过传递系数法得到了6个组合块体的稳定性系数,在天然工况下,由小断层fp9-5和缓倾坡外节理控制的块体(块体24)稳定性系数较大,块体5的稳定性系数最小,但稳定性系数都大于1.2。(4)基于上述研究成果,左岸坝肩边坡开挖后主要影响范围是开口线以上岩体,由于断层的切割,开挖面以上的岩体失稳可能较大,是边坡治理的重点,要防止开口线以上的由断层控制的块体在开挖面剪出。同时,底部临时边坡的坡表会形成以岩脉为后缘,长大裂隙为底面的块体,应予以重视。