南椏河姚河壩水電站廠房高邊坡穩(wěn)定及風險分析.pdf

1、為了滿足高速發(fā)展的國民經(jīng)濟對于電力和水資源的巨大需求，我國已經(jīng)和即將建設一大批大型水利水電工程。這些工程的建設都不可避免地要在各種復雜的地質(zhì)環(huán)境條件下，人為地開挖、支護形成各種各樣的高陡巖石邊坡。這些邊坡在開挖過程中以及建成后長期運行中的安全穩(wěn)定性對于水利水電工程建設的成敗關(guān)系重大、影響深遠。因此，在我國大型水利水電工程的施工和運行過程中，必須高度重視和積極開展對于高邊坡安全穩(wěn)定性的分析評價和研究工作，特別是在工程竣工后的運行過程中應定

2、期對邊坡的安全穩(wěn)定性進行分析和評價。另外，邊坡巖土體在長期運行過程中受風化、地震、地下水作用等環(huán)境因素影響，其物理力學參數(shù)存在逐漸降低的可能，而降低程度由于受到許多不確定因素的影響，為一隨機變量，鑒于巖土力學的這一個客觀特征，采用工程結(jié)構(gòu)可靠度和風險分析的理論和方法解決邊坡穩(wěn)定及風險評價問題，則顯得更為科學合理。 本文以南椏河姚河壩水電站廠房高邊坡作為研究的工程實例，通過對邊坡安全監(jiān)測資料、邊坡變形性態(tài)、邊坡支護結(jié)構(gòu)工作情況以及

3、各種環(huán)境因素(氣溫、降雨)對邊坡變形的作用規(guī)律和影響程度的研究分析，根據(jù)地面廠房基坑開挖過程中邊坡的實測位移值，采用基于有限元數(shù)值模擬的位移反分析方法，對邊坡巖體彈塑性本構(gòu)模型參數(shù)進行反分析，并根據(jù)反分析參數(shù)值對邊坡的點安全系數(shù)進行了復核。通過以上分析，得出了邊坡目前處于穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)論。 根據(jù)結(jié)構(gòu)風險分析的理論和方法，針對邊坡工程有限元分析特點，進行了邊坡風險理論研究，包括：①應用強度折減法尋找邊坡平面有限元分析中的主要失效模式

4、，并在姚河壩邊坡風險分析中得以應用；②采用響應面方法重構(gòu)失效單元的功能函數(shù)，克服了結(jié)構(gòu)可靠度有限元分析中功能函數(shù)不能顯式表達的問題；③基于等效極限狀態(tài)面的思想，根據(jù)結(jié)構(gòu)可靠指標的幾何意義，計算巖質(zhì)高邊坡主要失效模式間的相關(guān)系數(shù)，并采用PNET法及Ditlevsen窄界限法計算各主要失效模式的發(fā)生概率及其聯(lián)合發(fā)生的概率，該方法具探索性；④針對姚河壩水電站廠房高邊坡的地形地質(zhì)條件，采用非線性平面有限元法進行了邊坡失穩(wěn)風險研究，得出了姚河壩電