如美水電站邊坡碎裂巖體成因機(jī)理及邊坡巖體質(zhì)量分級(jí)研究.pdf

1、　　20 世紀(jì) 70 年代人們就認(rèn)識(shí)到巖石邊坡失穩(wěn)之前,一般都要經(jīng)歷一個(gè)隨著時(shí)間而發(fā)展的變形破壞過(guò)程。對(duì)巖石高邊坡變形破壞機(jī)制的研究一直以來(lái)為人們所關(guān)注。研究表明巖石高邊坡變形和失穩(wěn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地質(zhì)歷史過(guò)程,這種過(guò)程的地質(zhì)—力學(xué)行為表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一為表生改造或自然卸荷的過(guò)程；其二為時(shí)效變形或蠕動(dòng)變形的過(guò)程。如美水電站巖質(zhì)高邊坡碎裂巖體所在區(qū)域(平均海拔2800m-3100m)為破壞區(qū)；二級(jí)階地(海拔2650m)以上,碎裂巖體平均海拔

2、以下為自然卸荷區(qū)與蠕動(dòng)變形區(qū)；二級(jí)階地以下為應(yīng)力集中區(qū)。巖體的變形和破壞是由巖體材料的變形和巖體結(jié)構(gòu)的變形共同作用所決定,巖體變形破壞的地質(zhì)模式實(shí)際上是在各種動(dòng)力因素作用下邊坡巖體的結(jié)構(gòu)模式。掌握了邊坡的地質(zhì)模式就可以預(yù)測(cè)邊坡變形破壞發(fā)展的趨勢(shì),推斷出邊坡可能的破壞模式。水電站邊坡巖體因由瀾滄江斷裂帶的影響,使其左右岸的不同區(qū)域出現(xiàn)不同的破壞方式。左岸以11號(hào)沖溝為界,向上游方向陡傾角剪切結(jié)構(gòu)面分布減少,緩傾角結(jié)構(gòu)面延伸長(zhǎng)度加大。向下游

3、方向緩傾角被后期陡傾角剪切結(jié)構(gòu)面所切割,延伸長(zhǎng)度受到限制。右岸以18號(hào)沖溝為界,向上游方向緩傾角結(jié)構(gòu)面傾向坡內(nèi)偏上游方向；向下游方向緩傾角結(jié)構(gòu)面傾向坡外偏下游方向。
　　巖體分類的準(zhǔn)確與否對(duì)巖體工程而言有著十分重要的意義,它主要是對(duì)巖體的承載力和穩(wěn)定性做出正確的分析判斷。對(duì)巖體做出準(zhǔn)確而合理的質(zhì)量評(píng)價(jià),不僅可較好地反映多個(gè)因素對(duì)巖體質(zhì)量的影響程度,而且可用簡(jiǎn)單的類型級(jí)別表達(dá)巖體對(duì)工程建筑物的適宜性及穩(wěn)定性。本論文結(jié)合實(shí)際工程,應(yīng)

4、用地質(zhì)力學(xué)(RMR)法和《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)如美水電站邊坡巖體進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)分類,所得RMR法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：工程區(qū)內(nèi)邊坡巖體質(zhì)量等級(jí)主要為Ⅳ~(yú)Ⅲ級(jí),巖體質(zhì)量總體為一般偏好,分類結(jié)果與實(shí)際情況偏差較大?！豆こ處r體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：工程區(qū)內(nèi)巖體質(zhì)量等級(jí)也主要為Ⅳ~(yú)Ⅲ級(jí),但巖體質(zhì)量總體為一般偏差,分類結(jié)果與實(shí)際情況偏差較小。《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比RMR法評(píng)價(jià)結(jié)果,各級(jí)巖體所占比重中Ⅲ級(jí)巖體比重明顯下降,Ⅳ級(jí)巖體比重略有上升,Ⅴ

5、級(jí)巖體比重明顯上升。
　　地質(zhì)力學(xué)RMR法評(píng)價(jià)體系在進(jìn)過(guò)多年的工程實(shí)踐應(yīng)用之后,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)了該方法中的不足之處并進(jìn)行了相關(guān)研究。RMR分類方法的不足之處主要在于評(píng)價(jià)體系中前三項(xiàng)的權(quán)重較大,但各指標(biāo)的調(diào)整分值卻較為模糊?；诓煌嵌鹊乃伎?諸多學(xué)者對(duì)RMR評(píng)價(jià)體系中的不足之處進(jìn)行了研究分析,提出了諸多新的評(píng)價(jià)方法。這些方法在假定的條件下具有較好的適用性。但評(píng)價(jià)體系中前三個(gè)指標(biāo)仍然很難進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷評(píng)分。在總結(jié)了前人諸多研究

6、的基礎(chǔ)上并結(jié)合大量的工程實(shí)例對(duì)RMR法評(píng)價(jià)體系中前三項(xiàng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正研究,得出修正后的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
　　應(yīng)用修正后的RMR法評(píng)價(jià)體系對(duì)工程區(qū)域內(nèi)的邊坡巖體重新進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),得出巖體的質(zhì)量等級(jí)。通過(guò)與修正前的評(píng)價(jià)結(jié)果和《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證修正結(jié)果的可靠性。與修正前的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比得出：各級(jí)巖體中除有少部分未發(fā)生變化或略微上升以外,其余大部分都有所降低,降低的評(píng)分值從幾分到十幾分不等。與《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)比得出

7、：兩種方法所得結(jié)果基本一致,各級(jí)巖體所占比重大體一樣。兩種對(duì)比結(jié)果也進(jìn)一步明確了修正前的評(píng)價(jià)結(jié)果所存在偏差性的原因,即它與評(píng)價(jià)體系中前三項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的模糊性有著很大的相關(guān)性。通過(guò)修正使得這一原因得到了很好的解決。通過(guò)對(duì)巖體縱波波速的研究得出了,巖體縱波波速、巖體風(fēng)化卸荷帶和巖體質(zhì)量之間的關(guān)系。巖體縱波波速<2500 m/s時(shí),巖體處于全風(fēng)化強(qiáng)卸荷區(qū),巖體質(zhì)量為Ⅴ級(jí)；巖體縱波波速2500≤Vp≤4500 m/s時(shí),巖體處于強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)卸荷區(qū),巖