金沙江某高拱坝右岸拱肩槽岩体开挖松弛特性及其影响研究

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金沙江某高拱坝水电站右岸拱肩槽边坡高陡,开挖嵌深近100m,岩性层众多,岩体介质类型复杂。拱肩槽岩体开挖松弛现象明显,局部松弛强烈,对岩体质量、力学参数,以及工程可利用性都有较大影响。作为承受拱坝荷载的建基面,蓄水后大坝将对拱肩槽岩体施加巨大荷载,所以开挖松弛对岩级、力学参数、以及岩体可利用性的影响需要重点研究。本文在大量资料收集、处理的基础上,对右岸拱肩槽岩体开挖松弛现象、松弛深度以及松弛影响因素进行分析,研究拱肩槽开挖松弛对岩体质量、力学参数的影响,然后评价右岸拱肩槽岩体的可利用性,同时对坝体浇筑后松弛岩体模量恢复的现象进行数值模拟,提出松弛岩体的处理措施建议。具体获得的成果如下:(1)右岸拱肩槽岩体出现多种卸荷松弛现象,包括“葱皮”、“板裂”现象、结构面密集发育、爆孔裂隙等。钻孔电视图像反映岩体表面易发育拉张松弛裂隙,孔深1m以下则逐渐变化为张剪性质的裂隙或结构面。(2)右岸拱肩槽岩体开挖松弛深度为0.81.8m;声波时效衰减率最大为15.6%,普遍为710%,开挖后最初36个月衰减率增加较快,随后逐渐缓慢。岩体开挖松弛影响因素除了时间,还包括断裂构造、高程、岩性等。(3)右岸拱肩槽松弛带岩体质量以Ⅲ2类、Ⅳ类为主,相比于松弛带以下岩体,松弛岩体波速下降率普遍为20%40%,岩体质量大致从Ⅱ类、Ⅲ1类岩体下降为Ⅲ2类、Ⅳ类岩体。(4)通过现场岩体变形试验,对建基岩体力学参数进行了取值;相对于松弛带以下岩体,松弛岩体变形模量下降约5765%,岩体强度参数下降约2559%。(5)通过类似工程经验对比分析,右岸拱肩槽松弛岩体可以满足工程要求。对坝体浇筑后松弛岩体模量恢复的现象进行数值模拟,验证了松弛岩体的可利用性。同时提出了右岸拱肩槽松弛岩体处理措施建议。
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