开挖卸荷速率变化对岩质边坡应力应变影响作用研究.pdfVIP

第31卷 第6期 长 江 科 学 院 院 报 Vo1．31 No．6 2014年 6月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute Jun．2 0 l4 DO1：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．06．012 2014，31(06)：60—64，68 开挖卸荷速率变化对岩质边坡 应力应变影响作用研究 柏俊磊，王乐华，汤开宇，韩 晶 (三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002) 摘 要：基于卸荷岩体力学理论及方法，应用FLAC 有限差分计算软件，在数值分析中模拟不同速率的边坡开挖。并 在不同开挖速率下，对考虑及不考虑边坡岩体卸荷变化条件下开挖边坡的应力应变特征进行了对比分析。结果表 明：在考虑岩体开挖卸荷作用的前提下，开挖速率越慢，开挖过程中边坡模型的应力应变越小，塑性区范围也越小；而 在不考虑岩体动态开挖卸荷作用时，开挖速率对边坡最终的应力应变以及塑性区大小并无直接影响。因此 ，在实际 施工中应充分考虑动态卸荷作用以及开挖速率的影响，注意控制开挖进度，开挖后应对开挖边坡及时进行加固。 关键词：岩质边坡；开挖速率；卸荷；三维有限元模型；稳定性分析 中图分类号：TU457 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2014)06—0060—05 1 研究背景 2 工程概况 在边坡开挖施工过程 中，实际上往往伴随着岩 该水电站工程以发电为主，装机容量860MW，属 体开挖卸荷过程。开挖卸荷作用会引起岩体质量的 二等大(2)型工程，枢纽建筑物主要由混凝土面板堆 迅速劣化，因此在边坡岩体开挖的稳定分析中需考 石坝、左岸地下厂房、右岸溢洪道和右岸泄洪洞等组 虑卸荷的作用HI2。在考虑岩体开挖卸荷作用影响 成。开挖边坡位于右岸坝线上游，开挖边坡上部高程 的前提下，不同开挖卸荷速率对岩质开挖边坡的动 24001TI，岸坡高差达 350m，岸坡整体坡度 50。左右。 态稳定性影响也是一个值得研究的问题。易长平 边坡表部强风化带内，岩体质量为Ⅳ级，弱风化带内 等__jI4对采用不同的开挖顺序及爆破荷载作用下边 岩体质量为m2级，进入弱风化带以里，岩体质量普遍 为i111级，局部受构造影响地段为1112级。 坡的动态稳定性进行了研究，首先提出了瞬时卸荷 的动态卸荷概念 ；黄润秋等 对高地应力条件下卸 荷速率对大理岩力学特性的影响规律进行了研究； 3 岩体力学参数 王瑞红等 在考虑岩体开挖卸荷动态变化条件下， 3．1 岩体基本力学参数 对水电站坝肩高边坡的三维稳定性进行了分析研 在对边坡开挖岩体进行数值分析时，关键的问 究；但基于岩体开挖卸荷理论，直接考虑不同开挖卸 题是如何建立相应的几何模型、如何选择合适的本 荷速率的变化对边坡应力应变特性影响的研究并不 构关系以及如何选取合适的宏观力学参数 I9，岩 多见。 体宏观力学参数的研究方法有很多，常用的有试验 本文基于岩体开挖卸荷理论，以大渡河某水电 法、数值分析法、经验法等 …。由于在室内外试 站泄洪洞进 口开挖高边坡的稳定性分析为工程背 验条件下试验尺寸效应的影响以及实验现场环境的 景，考虑岩体动态开挖卸荷