巖體現(xiàn)場大型變形試驗及工程應用——以向家壩水電站左岸破碎帶為研究對象.pdf

1、向家壩水電站壩址所在地區(qū)巖性構(gòu)造極為復雜,其中左岸揭露擠壓破碎帶規(guī)模大,厚度多在10m以上,最大可達50余m,性狀較差,產(chǎn)狀平緩,在河床較多壩段均有分布,鑒于規(guī)模、性狀及分布位置,該擠壓破碎帶對工程影響巨大,如果不能正確評價擠壓帶的力學參數(shù)及利用性,將直接影響施工處理措施,甚至影響對未來混凝土重力壩及相關設施的安全運營。而根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及試驗結(jié)果,擠壓破碎帶受開挖、爆破影響大,暴露條件下松弛嚴重,規(guī)范規(guī)定的常規(guī)現(xiàn)場變形試驗方法獲得的變形模

2、量極低,無法獲得原位條件下破碎帶的變形參數(shù),使評價破碎帶可利用性、準確獲得置換及保留質(zhì)差巖體空間位置等方面遇到了巨大難題和挑戰(zhàn),成果直接關系向家壩水電站這一世界級工程的成敗。有鑒于此,論文開展了現(xiàn)場特大型變形試驗儀器研制、蓋層條件下變形模量計算公式推導等方面的研究,主要取得了以下成果:
　　 (1)在現(xiàn)場開挖壩基詳細調(diào)查、測量的基礎上,結(jié)合前期勘探資料揭露成果,通過建立三維空間模型,準確獲得了左岸擠壓破碎帶空間發(fā)育特征,準確確定

3、了破碎帶在開挖壩基中的出露位置及建基面以下分布位置。
　　 (2)通過現(xiàn)場調(diào)查及試驗結(jié)果,確定了左岸擠壓破碎帶的組成物質(zhì)、性狀、結(jié)構(gòu)特征等基本要素,為評價破碎帶力學參數(shù)奠定了基礎。
　　 (3)針對開挖揭露的破碎帶開展了規(guī)范規(guī)定的常規(guī)剛性承壓板法現(xiàn)場變形試驗,揭露了破碎帶改變賦存環(huán)境條件下松弛嚴重、模量低的特征,以常規(guī)試驗方法難以獲得原位條件下破碎帶的變形參數(shù)。
　　 (4)以水利水電工程巖石試驗規(guī)程中規(guī)定的現(xiàn)場

4、剛性承壓板法變形試驗為基本理論依據(jù),開展了現(xiàn)場特大型變形試驗儀器的設計,設計的儀器可在現(xiàn)場開展承壓板面積5000cm2,最大出力450噸的變形試驗。
　　 (5)為了確保較為準確的獲得破碎帶原位條件下的變形模量,在現(xiàn)場開展特大型變形試驗過程中,應在破碎帶上部保留一定厚度的蓋層予以保護,防止破碎帶發(fā)生松弛導致獲得的變形模量失真,論文根據(jù)彈性力學理論,推導了蓋層條件下破碎帶變形模量計算的理論公式。
　　 (6)利用設計的儀器