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澜沧江糯扎渡水电站右岸复杂岩体质量分类与工程效应研究

澜沧江糯扎渡水电站右岸复杂岩体质量分类与工程效应研究

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作者：文志兵成都理工大学

学位级别：硕士

云南省澜沧江糯扎渡水电站，最大拟建坝高260m，装机容量560万千瓦，属特大型水电工程。前期的调查表明其右岸岩体力学环境复杂，表现为：构成右岸坝基(肩)岩体主体的二迭～三迭纪花岗岩(γ～γ)受构造变动、蚀变、风化卸荷等因素的影... 详细信息

云南省澜沧江糯扎渡水电站，最大拟建坝高260m，装机容量560万千瓦，属特大型水电工程。前期的调查表明其右岸岩体力学环境复杂，表现为：构成右岸坝基(肩)岩体主体的二迭～三迭纪花岗岩(γ～γ)受构造变动、蚀变、风化卸荷等因素的影响形成了坝基软弱岩带和坝肩上部卸荷松弛岩体。因此，研究右岸复杂岩体的成因、岩体质量以及工程效应对坝型的选择及岩体的合理利用具有重要的意义。本文在深入的现场调查和丰富的前期研究成果的基础上，对右岸复杂岩体的成因、岩体质量以及工程效应进行了深入的分析研究，研究结果表明：右岸岩体力学环境的复杂性主要表现为：断裂构造发育，主要断层曾多期次活动，风化作用强烈，卸荷强烈、深度大，岩体蚀变。导致右岸岩体复杂化的成因是，右岸岩体在早期遭受了多期构造作用和岩体蚀变的基础上，第四纪早期丫口后山穹隆的快速隆起与当时河谷下切至800m～1000m高程这一特殊因素组合引起了右岸岩体沿原有的断裂(裂隙)张开，使地下水等风化营力能够到达坡体较深部位，经过长期的风化卸荷作用，形成了右岸复杂岩体。因此，右岸复杂岩体的成因是蚀变——构造——风化卸荷长期综合作用的结果。本文采用水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99)的围岩工程地质分类、岩体RMR分类(Bieniawski,1973)、岩体质量指数Z分级(小湾,1995)以及人工神经网络分类，对坝区岩体按其基本指标作出定量化评分、分级。在此定量化基础上，结合昆明院现场分类以及右岸地质条件，通过对比综合，最后得到右岸复杂岩体的质量综合分级结果。论文基于岩体质量综合分级结果和岩体力学试验结合右岸的工程地质条件对右岸复杂岩体的工程性质进行了综合评价，结果表明：右岸岩体质量与复杂岩体右岸岩体力学环境的特殊性和复杂性密切相关。在上述研究工作的基础上，通过对右岸岩体应力—形变作用的有限元数值模拟分析，表明：右岸坝基岩体的现今应力场主要是在自重应力场的基础上，河谷下切应力、分异的应力场。由于卸荷作用强烈，最大主应力存在明显的应力梯度带，断层对边坡岩体应力场的影响明显。工程边坡开挖后，拟定的堆石坝方案由于嵌入浅，应力的调整有限，塑性区主要分布在坝顶高程附近的较小范围内;而拟定的重力坝方案，由于嵌入深，引起了一定程度的应力调整，边坡岩体表层产生了松弛变形，塑性区主要分布在坝顶高程到坡顶前缘(永久边坡)的V～IVb类岩体分布区。综合坝区地形地质条件，右岸岩体质量以及数值模拟成果分析右岸复杂岩体的建坝条件，推荐堆石坝方案。

关键词：糯扎渡水电站复杂岩体丫口后山穹隆岩体质量分级工程效应堆石坝重力坝

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