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澜沧江某水电站中坝址岸坡岩体卸荷特征及形成机制研究

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澜沧江某水电站中坝址岸坡岩体卸荷特征及形成机制研究

作者：丁军浩成都理工大学

学位级别：硕士

现场野外调查得知,研究区坝址两岸斜坡岩体卸荷强烈且复杂,且两岸坡体卸荷出现不对称发育特征,右岸卸荷深度明显强于左岸,局部卸荷深度出现异常急剧增高的现象,导致卸荷带内岸坡岩体破碎严重,完整性较差,卸荷作用产生的卸荷型裂隙可能... 详细信息

现场野外调查得知,研究区坝址两岸斜坡岩体卸荷强烈且复杂,且两岸坡体卸荷出现不对称发育特征,右岸卸荷深度明显强于左岸,局部卸荷深度出现异常急剧增高的现象,导致卸荷带内岸坡岩体破碎严重,完整性较差,卸荷作用产生的卸荷型裂隙可能为岸坡岩体内的控制性结构面,斜坡浅表层普遍发育卸荷过程中形成的碎裂松动岩体,这些可能导致一系列工程地质问题。本文在坝址两岸岩体的工程地质条件、构造结构特征的研究基础上,描述两岸岸坡卸荷发育特征,分析卸荷深度及卸荷分布特征、变形破坏特征,总结卸荷不对称发育及局部卸荷异常现象,从影响卸荷发育的因素来分析坝址岸坡卸荷差异成因机制,结合河谷演化历史,利用地质机制过程分析、物理模拟、数值分析等手段揭示河谷岸坡卸荷形成机制及演化过程,论文的主要研究内容及成果如下:(1)通过坝址两岸岩体结构面发育特征的研究得出原生结构面主要包括英安岩冷却过程中形成的流层面、陡倾柱状节理、侵入岩与基性岩接触面以及构造动力变质作用与岩浆-构造热液活动所形成的片理化带及蚀变带;构造结构面主要是有构造挤压作用下的中小断层、层间挤压带(面)以及构造节理裂隙;浅表生结构面主要是表生改造产生的新生中缓倾角卸荷裂隙以及沿已有柱状节理或陡倾角裂隙拉张产生的拉张裂缝等。(2)通过对坝址两岸岸坡岩体卸荷现象的研究得出卸荷宏观特征,岸坡卸荷以高程3000m左右为界线,上部岩体卸荷松弛现象明显,碎裂松动、崩塌、危岩体、变形体等物理地质现象普遍,而下部浅表部岩体则以浅表部结构面开裂为主要方式,边坡浅表部到深部,其岩体卸荷程度逐渐减弱。(3)通过卸荷带指标分带的研究,采用规范给出的定性指标划分标准,结合岩体张开裂隙密集度及累计张开度、平硐地震波波速定量指标来进行卸荷带的划分,其量化指标能较好的反映卸荷程度,其中以5m硐段张开裂隙密集度确定的强、弱卸荷界线分别为大于10条、2-10条,最后得出综合划分结果。(4)利用FLAC分析了河谷岸坡演化过程的应力场变化,结果表明随着河谷下切,岸坡的浅表部应力释放,坡内最大主应力的方向逐步向岸坡方向偏移,而最小主应力方向则与岸坡垂直,坡顶及坡表局部出现拉应力,谷底一定范围内出现应力集中,右岸蚀变及剪切带部位应力大小降低,出现局部应力分异现象。(5)利用UDEC离散元模拟河谷岸坡的形成演化过程,分析变形破裂,结果表明伴随河谷不断下切,两岸岸坡发生卸荷回弹变形,位移向临空面河谷方向不断运动,塑性区不断加深,右岸卸荷回弹位移及塑性破坏区大于左岸,蚀变剪切带部位屈服破坏更明显,且逐步发生弯曲倾倒变形破坏。(6)对岸坡卸荷形成演化的物理模拟试验表明,河谷的下切过程中两岸岸坡浅表部岩体产生了明显的卸荷破裂裂隙,坡体内部破裂裂隙不明显,且右岸破裂更加明显;监测数据表明下切中,坡体内压力卸荷降低,向临空面的水平位移变大,且坡体浅表部压力及位移变化较深部大,坡体上部的测点压力及水平位移要比下部的变化大,右岸总体比左岸变化幅度大,表明坡体上部及右岸卸荷更为严重。(7)由河谷岸坡的数值分析及物理模拟研究表明,河谷岸坡卸荷的形成演化并不是短时间内一次性完成的,而是伴随着河谷的下切,临空面的不断调整变化,其坡体应力的不断释放、调整分布,达到暂时的稳定,在岸坡岩性、岩体结构、构造结构面等基本特征的先期条件,构造应力的动力条件以及岸坡形态、风化作用等后期影响下,经过长期的浅表生改造作用,逐步形成现今的岸坡卸荷特征。而区内英安岩高应变能储存及脆性变形的岩性特征导致两岸岸坡卸荷程度总体较强烈,表生改造的时间效应导致了坡体上部卸荷作用较下部严重,区内英安岩溢流面(似层面)总体缓倾左岸的结构特征以及右岸蚀变带及韧性剪切带的不对称出露造成了右岸卸荷明显严重于左岸的结果。

关键词：河谷岸坡卸荷发育特征浅表生改造卸荷分带形成机制数值模拟物理模拟

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四川茂县黄土墙滑坡地震动力响应特征研究

人民长江 2017年第B6期48卷 147-151页

作者：陈宇杭王浪邓辉丁军浩成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

根据黄土墙滑坡野外勘察报告,采用QUAKE/W和SLOPE/W模块耦合的方式分析地震工况下该边坡的位移情况和应力应变分布情况及震后安全系数,以此评价边坡整体稳定性。结果表明:边坡在地震作用下内部应力较大但未出现局部范围应力集中现象,发... 详细信息

根据黄土墙滑坡野外勘察报告,采用QUAKE/W和SLOPE/W模块耦合的方式分析地震工况下该边坡的位移情况和应力应变分布情况及震后安全系数,以此评价边坡整体稳定性。结果表明:边坡在地震作用下内部应力较大但未出现局部范围应力集中现象,发现3个较大应变变形区且有贯通的迹象,说明边坡可能出现整体滑移。在稳定性分析中,最小平均安全系数相对于天然工况的安全系数降低很多,说明震后边坡处于失稳状态,极易出现滑移。

关键词：地震响应稳定性分析最小安全系数黄土墙滑坡茂县四川省

韧性剪切带和蚀变岩体对坡体卸荷特征影响分析

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长江科学院院报 2019年第6期36卷 93-98,105页

作者：王浪丁军浩邓辉王劲翔涂国祥成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 成都市勘察测绘研究院成都610081

岸坡异常卸荷是西南深切河谷地区进行大规模水电工程建设过程中常遇到的典型工程问题之一。根据野外详细地质调查,得出研究区坡体卸荷特征,再以是否考虑韧性剪切带和蚀变带为变量建立 3个二维离散元模型,模拟河谷 5次下切后坡体的变形情... 详细信息

岸坡异常卸荷是西南深切河谷地区进行大规模水电工程建设过程中常遇到的典型工程问题之一。根据野外详细地质调查,得出研究区坡体卸荷特征,再以是否考虑韧性剪切带和蚀变带为变量建立 3个二维离散元模型,模拟河谷 5次下切后坡体的变形情况,对比分析韧性剪切带和蚀变带对坡体卸荷特征的影响。研究结果表明:研究区卸荷异常主要与韧性剪切带和蚀变岩体的发育有关;韧性剪切带和蚀变带质软,其软弱基座效应和弱抗风化能力加剧了坡体变形程度,同时构成软硬相间的坡体结构,使得沿缓倾坡外结构面的差异剪切错动更为明显。相关成果可供从事高边坡坡体卸荷研究人员参考。

关键词：岩质高边坡韧性剪切带蚀变岩体坡体卸荷离散单元法程度(UDEC)

澜沧江某水电站控制性结构面对岩质边坡的失稳破坏影响

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水利水电技术 2018年第2期49卷 144-151页

作者：丁军浩王浪邓辉范云松涂国祥成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

边坡的控制性软弱结构面是决定岩质边坡失稳破坏模式及稳定性的重要因素。为研究其对边坡的影响,以西藏某拟建水电站中坝址溢洪洞出口边坡为研究对象,运用野外现场调查、工程地质分析等方法对边坡岩体控制性结构面进行了详细分析,并选... 详细信息

边坡的控制性软弱结构面是决定岩质边坡失稳破坏模式及稳定性的重要因素。为研究其对边坡的影响,以西藏某拟建水电站中坝址溢洪洞出口边坡为研究对象,运用野外现场调查、工程地质分析等方法对边坡岩体控制性结构面进行了详细分析,并选取典型剖面分析潜在不利滑移面,并运用刚体极限平衡法计算其稳定性。结果表明:边坡发育陡倾坡外优势结构面及一组中—缓倾坡外不利结构面,边坡破坏模式以滑移-拉裂型为主,以控制性不利结构面为边界。边坡可能产生四组潜在滑移面,边坡碎裂松动岩体SL12及SL14区域产生浅表层弯折、脆性倾倒破坏模式。稳定计算结果表明天然工况下边坡基本稳定,暴雨及地震工况下边坡控制性软弱结构面参数会大大降低,稳定性系数大幅减小,边坡可能发生失稳破坏。研究成果可以为水电站工程建设及设计提供一定依据。

关键词：岩体结构优势结构面滑移-拉裂滑坡稳定性韧性剪切带原生陡倾柱状节理卸荷张拉裂隙岩质高边坡

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澜沧江某库区滑坡涌浪物理模型试验

长江科学院院报 2017年第10期34卷 39-44页

作者：丁军浩邓辉吴敬清雍袤成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 中国石油天然气集团塔里木油田公司天然气事业部新疆库尔勒841000

为研究水库滑坡涌浪特征及传播规律,以澜沧江某水电站上游河道为模型,采用正交试验方法设计试验组次,制定了包括滑坡体规模、入水速度、水深、河面宽度的影响因素的试验方案,采用试验控制系统、量测系统开展了滑坡涌浪三维物理模型试验... 详细信息

为研究水库滑坡涌浪特征及传播规律,以澜沧江某水电站上游河道为模型,采用正交试验方法设计试验组次,制定了包括滑坡体规模、入水速度、水深、河面宽度的影响因素的试验方案,采用试验控制系统、量测系统开展了滑坡涌浪三维物理模型试验;以量纲分析为基础,借鉴了潘家铮涌浪公式的相关物理量结合方法,基于试验数据,采用多元回归分析法给出了最大首浪经验公式并拟合出了沿程传播浪的回归方程。结果表明:试验拟合推导的方程预测梅里石4#滑坡在不同失稳工况下最大首浪高度为90.37 m;坝前涌浪高度最大值为15.09 m。其成果可为滑坡体涌浪灾害预警及水电大坝安全保障提供依据。

关键词：澜沧江某水库滑坡涌浪物理模型试验首浪高度坝前涌浪高度沿程传播浪回归分析

冻融循环条件下英安岩的物理力学特性试验研究

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科学技术与工程 2017年第17期17卷 304-309页

作者：王劲翔丁军浩邓辉蒋帅男王浪成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

通过模拟高寒地区自然条件,对西藏某电站坝址英安岩进行饱水条件下冻融循环试验、电镜扫描试验和单轴、三轴抗压强度试验。通过对冻融循环条件下英安岩的物理特性(质量变化、声波变化、微观裂隙发展)和力学特性的研究,发现冻融循环作用... 详细信息

通过模拟高寒地区自然条件,对西藏某电站坝址英安岩进行饱水条件下冻融循环试验、电镜扫描试验和单轴、三轴抗压强度试验。通过对冻融循环条件下英安岩的物理特性(质量变化、声波变化、微观裂隙发展)和力学特性的研究,发现冻融循环作用会导致岩石内部裂隙扩展和颗粒析出,且后者劣化程度明显弱于前者,但最终均趋于稳定;同时,随冻融循环次数的增加,岩石强度参数值逐渐减小、抗冻性减弱,而围压的增加却能够弱化冻融循环对英安岩的损伤。

关键词：英安岩电镜扫描强度参数冻融循环围压

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冻融循环作用下英安岩力学及损伤特性研究

水电能源科学 2017年第11期35卷 99-102页

作者：范云松丁军浩邓辉蒋帅男王浪成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

为研究冻融循环作用下硬性岩的力学及损伤特性,以某拟建水电站坝区英安岩为例,开展了室内饱水状态下岩石的冻融循环、电镜扫描、单轴压缩、三轴压缩等试验,建立了冻融荷载耦合作用下较为真实的岩体损伤本构模型,分析了高寒山区冻融英安... 详细信息

为研究冻融循环作用下硬性岩的力学及损伤特性,以某拟建水电站坝区英安岩为例,开展了室内饱水状态下岩石的冻融循环、电镜扫描、单轴压缩、三轴压缩等试验,建立了冻融荷载耦合作用下较为真实的岩体损伤本构模型,分析了高寒山区冻融英安岩的力学性质及损伤特性。结果表明,冻融循环使岩样发生了裂隙扩展和颗粒析出;单轴压缩条件下,岩样破坏以单轴压缩产生的受荷损伤为主,有限的冻融循坏对英安岩(硬性岩)造成的损伤有限;三轴压缩条件下,随着循环次数的增加岩样损伤增加,随着围压增加岩样损伤有所减弱,且英安岩对围压的敏感性大于冻融循环。

关键词：英安岩冻融循环试验研究力学性质损伤特性

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摘棉农民工从小站快乐进新疆 A03

人民铁道

作者：通讯员丁军浩

本报安康9月5日电　(通讯员丁军浩)9月2日10时01分，由安康至西安的4908次列车缓缓驶离安康车务段柞水站，1042名远赴新疆摘棉的农民工快乐地踏上进新疆的旅程。　　柞水站是西安铁路局安康车务段管内的一个三等小站，地处秦岭山麓，每

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来源： cnki报纸评论

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基于DDS技术的多路隔离正弦波发生电路

仪表技术与传感器 2017年第11期 41-44页

作者：丁军浩王晓飞赵伟邵海明华晨惠北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 中国计量科学研究院北京100029

针对信号隔离与叠加的需求,基于DDS技术,设计了三路相互隔离的正弦波发生电路。设计采用单片机与DDS芯片相结合的方法产生正弦波,通过光纤传送上位机发出的指令至三路单片机,分别控制DDS芯片产生正弦波的幅值、频率及相位参数,单片机接... 详细信息

针对信号隔离与叠加的需求,基于DDS技术,设计了三路相互隔离的正弦波发生电路。设计采用单片机与DDS芯片相结合的方法产生正弦波,通过光纤传送上位机发出的指令至三路单片机,分别控制DDS芯片产生正弦波的幅值、频率及相位参数,单片机接收到指令后控制DDS芯片产生所需的正弦波信号。实验结果表明:该系统正弦波信号的幅值稳定度优于2×10-4,具有实时可调、体积小的优点。

关键词：隔离实时可调正弦波 DDS 光纤