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第1章 绪论 1

1.1 重大水电工程中的高边坡问题 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 岩石高边坡稳定性分析 2

1.2.2 岩石高边坡数值模拟方法 4

1.2.3 岩石高边坡安全监测 5

1.3 水电工程岩石高边坡岩石力学问题 5

第2章 枢纽区岩石高边坡地质勘察成果 7

2.1 工程概述 7

2.2 坝址区工程地质条件 9

2.2.1 勘察工作过程 9

2.2.2 地形地貌 10

2.2.3 地层岩性 11

2.2.4 地质构造 11

2.2.5 物理地质现象 15

2.2.6 水文地质条件 16

2.2.7 工程地质分区 16

2.3 区域构造背景及实测地应力分析 17

2.3.1 区域构造背景 17

2.3.2 实测地应力分析 17

2.4 枢纽边坡岩体结构工程地质特征 24

2.4.1 岩体结构类型划分 24

2.4.2 结构面的工程地质分级 25

2.4.3 结构面力学特性及力学参数取值 27

2.4.4 工程边坡地质结构分类 30

2.5 糯扎渡水电站岩石高边坡力学问题 32

第3章 岩体物理力学参数确定理论与应用研究 33

3.1 边坡岩体质量评价的GSMR法 33

3.2 基于Hoek-Brown岩体锚固强度准则 38

3.2.1 广义Hoek-Brown强度准则 38

3.2.2 岩块单轴抗压强度微结构张量表示 38

3.2.3 参数mb、s和a的开挖弱化因子表示 39

3.2.4 参数mb、s和a的锚固增强因子表示 39

3.3 岩体参数模糊分析和评价 40

3.3.1 岩体模糊分类 40

3.3.2 岩土力学参数模糊统计分析 41

3.3.3 小结 43

3.4 基于裂隙网络的节理岩体参数研究 43

3.4.1 节理岩体三维裂隙网络 43

3.4.2 基于裂隙网络确定岩体等效参数 45

3.4.3 小结 49

3.5 枢纽区边坡岩体质量分级及力学参数取值研究 50

3.5.1 CSMR边坡岩体质量分类 50

3.5.2 边坡岩体力学参数取值研究 52

3.5.3 糯扎渡枢纽边坡设计规划 56

第4章 岩石高边坡稳定性分析理论和方法研究 59

4.1 考虑空间效应的改进三维刚体极限平衡法 59

4.1.1 安全系数定义 59

4.1.2 改进三维Sarma算法 60

4.1.3 改进三维不平衡推力法 61

4.1.4 算例验证 64

4.2 基于Dijkstra算法的极限平衡有限元方法 65

4.2.1 边坡稳定性问题的图形化 66

4.2.2 基于Dijkstra算法的最危险滑动面确定 66

4.2.3 Dijkstra算法的优化 67

4.2.4 抗滑力的计算 67

4.2.5 程序实现 68

4.2.6 算例验证 68

4.3 基于滑移线理论的边坡极限平衡有限差分研究 69

4.3.1 滑移线理论的提出 69

4.3.2 滑动方向确定 70

4.3.3 最小安全系数计算 71

4.3.4 程序开发 71

4.3.5 算例验证 71

4.4 考虑滑面变形的楔形体稳定性分析 73

4.4.1 考虑滑面变形复杂楔形体稳定性公式推导 73

4.4.2 程序编制的相关说明 74

4.4.3 程序流程 76

4.4.4 算例验证 77

4.5 本章小结 78

第5章 右岸坝肩岩石高边坡稳定性研究 79

5.1 工程概况 79

5.2 边坡稳定地质力学分析 81

5.2.1 整体稳定性分析 81

5.2.2 边坡块体稳定性分析 82

5.3 坝轴线剖面数值分析 83

5.3.1 计算模型与工况 83

5.3.2 计算成果分析 85

5.4 含蚀变岩体右岸坝肩边坡稳定性分析 90

5.4.1 刚体极限平衡分析 90

5.4.2 极限平衡有限元分析 92

5.5 含蚀变岩体右岸坝肩岩石高边坡长期稳定 95

5.5.1 流变计算参数 95

5.5.2 长期流变变形分析 95

5.5.3 长期安全系数分析 97

5.6 研究结论与处理措施 98

5.6.1 稳定性结论 98

5.6.2 最终采用的处理措施 99

第6章 雾雨作用下高边坡变形及稳定性研究 100

6.1 边坡工程概述 100

6.1.1 溢洪道冲刷区右岸边坡工程地质特征 100

6.1.2 左岸消力塘边坡工程地质特征 101

6.1.3 雾雨区水文地质特征 102

6.2 雾雨作用下边坡计算原理及入渗失稳机制 103

6.2.1 边坡渗流—应力耦合计算原理及方法 103

6.2.2 边坡非饱和渗流计算原理及方法 104

6.2.3 雾雨入渗引发边坡失稳机制 105

6.2.4 糯扎渡水电站雾雨区边坡降雨入渗特征 106

6.3 冲刷区右岸边坡稳定性分析 108

6.3.1 边坡稳定地质分析 108

6.3.2 数值计算模型 109

6.3.3 数值计算条件的确定 109

6.3.4 数值计算参数与计算工况 111

6.3.5 数值计算结果与分析 114

6.3.6 右岸边坡刚体极限平衡计算成果 116

6.3.7 雾雨条件下边坡稳定性分析 119

6.4 消力塘泄洪雾化边坡稳定性研究 119

6.4.1 边坡稳定地质分析 119

6.4.2 消力塘边坡雾雨范围及强度 121

6.4.3 非饱和水力参数的确定 124

6.4.4 计算模型及工况 126

6.4.5 数值计算成果分析 127

6.4.6 刚体极限平衡计算成果 133

6.4.7 处理建议 134

6.5 研究结论与工程处理措施 135

6.5.1 主要研究结论 135

6.5.2 工程处理措施 135

第7章 尾水出口洞坡联合稳定性及加固措施研究 137

7.1 尾水隧道出口洞坡工程地质条件 137

7.2 洞坡稳定分析的基本理论 140

7.2.1 洞坡稳定分析的强度折减法 140

7.2.2 刚体极限平衡分析法 144

7.3 有限元计算条件 144

7.3.1 计算模型 144

7.3.2 计算荷载 146

7.3.3 计算参数 147

7.4 尾水出口洞坡刚体极限平衡稳定性分析 148

7.5 计算结果与分析 149

7.5.1 位移计算结果 149

7.5.2 应力计算结果 151

7.5.3 塑性屈服计算结果 153

7.5.4 安全系数计算结果 155

7.6 刚体极限平衡计算结果 155

7.7 研究结论与工程处理措施 157

7.7.1 主要研究结论 157

7.7.2 工程处理措施 158

第8章 糯扎渡边坡反分析与边坡反馈设计研究 159

8.1 反分析问题的统一形式 159

8.2 糯扎渡枢纽区地应力反演分析 159

8.2.1 地应力影响因素 159

8.2.2 地应力回归分析方法 160

8.2.3 三维计算模型 166

8.2.4 回归分析地应力实测点选取 168

8.2.5 坝址区初始地应力分析 173

8.3 右岸坝肩边坡流变力学参数反分析与长期稳定性 176

8.3.1 位移反分析目标取值 176

8.3.2 模型构建 177

8.3.3 反演样本抽取 179

8.3.4 三维流变参数反演的结果 180

8.3.5 边坡变形反馈 181

8.4 溢洪道消力塘边坡流变参数反分析与反馈设计 185

8.4.1 计算模型与计算条件 185

8.4.2 反演样本构造 187

8.4.3 流变参数反演结果 189

8.4.4 边坡变形反馈与长期稳定 191

8.5 尾水出口边坡流变参数反分析与反馈设计 199

8.5.1 计算模型与计算条件 199

8.5.2 反演样本构造 199

8.5.3 三维流变参数反演结果 202

8.5.4 边坡变形反馈与长期稳定 204

8.6 边坡反演反馈设计理论体系 212

8.6.1 边坡稳定反馈设计方法 212

8.6.2 边坡变形反馈设计方法 212

8.6.3 岩石高边坡反馈设计方法 212

第9章 糯扎渡水电站枢纽区边坡监测分析与实践检验 214

9.1 监测数据的预处理方法 214

9.1.1 误差的分类 214

9.1.2 粗差的判识和处理 214

9.1.3 监测数据的预处理 215

9.2 糯扎渡水电站枢纽边坡监测数据分析 216

9.2.1 监测项目 216

9.2.2 电站进水口边坡监测数据分析 217

9.2.3 溢洪道泄槽段边坡监测数据分析 220

9.2.4 溢洪道消力塘边坡监测数据分析 222

9.2.5 右岸坝顶高程以上边坡监测数据分析 226

9.2.6 冲刷区右岸边坡监测数据分析 228

9.2.7 尾水出口边坡监测数据分析 231

9.3 枢纽边坡现状分析 235

9.3.1 右岸坝肩边坡现状分析 235

9.3.2 雾雨区岩石高边坡现状分析 236

9.3.3 洞口边坡现状分析 237

9.4 全生命周期边坡设计思路 238

参考文献 240