• 锦屏二级水电站地下厂房围岩局部不稳定问题的 实时动态反馈分析与工程调控研究

  针对大型地下洞室开挖中频繁出现的局部失稳问题，提出围岩局部不稳定问题的实时动态反馈分析方法， 满足了洞室不稳定区域防治的快速化和科学性要求。以具有代表性的锦屏二级水电站地下厂房第二层开挖过程中 厂右 0+263 安装间部位上游边墙围岩单层变形增量达 20 mm、变形速率达 3.4 mm/d 这一潜在不稳定问题为例，通 过该部位围岩稳定性的实时动态反馈分析与工程调控的全过程分析，阐述如何走一条理论跟踪分析与工程调控相 结合的新途径，以消除围岩的安全隐患。实践表明：将现场多元信息、反演分析和工程调控有机结合的实时动态 反馈分析是解决地下工程局部稳定性问题的有效途径。另外，基于加固后的围岩等效力学参数的对比，通过现场 工程实例方式证实锚杆提高围岩力学强度这一物理效应。

  2024-12-19 iGeo

• 节理网络有限元在倾倒斜坡稳定分析中的应用

  节理网络有限元是指具有节理网络模拟功能的有限元，它不但能将野外节理统计特征直接输入到模型中，同时允许 节理按一定的破坏准则产生屈服，从而较好地模拟边坡的实际结构及破坏特征。论述了倾倒变形边坡的分析方法及存在的问 题，介绍了节理网络有限元的功能及参数输入，说明了其在倾倒变形边坡应用中的优势，并以黄河上游茨哈峡电站Ⅰ号倾倒 体为例，计算了该倾倒边坡的稳定性及破坏趋势，结果表明，节理网络有限元是倾倒变形边坡稳定分析的一种有效、可靠的 方法。

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• 基于 Hovland 改进模型与约束 Delaunay TIN 的三维边坡稳定性分析方法

  针对目前三维极限平衡方法研究与应用存在的不足，在 Hovland 三维模型基础上通过调整 Hovland 模型与 修正 Hovland 模型中单元滑动面上垂直压力的表达形式，提出 Hovland 改进模型与修正 Hovland 改进模型，并借 助 GRASS GIS 软件对某一经典三维边坡稳定性分析算题进行验算，结果表明：在同一栅格模型与相同分辨率条件 下，改进后的计算模型获得的安全系数精度更高；通过 Delaunay 网格剖分算法生成满足点、线及三角形面积等约 束条件的 TIN，结合 Hovland 改进模型，提出基于约束 Delaunay TIN 三棱柱单元的边坡地质模型构建与稳定性分 析方法，获得了比三维栅格模型高的计算精度，尤其在采用改进后的 Hovland 模型计算时，精度提升更加明显； 考虑到分析方法在实际工程中的推广应用，围绕三棱柱边坡地质模型经济性与计算结果准确性两个影响计算效率 的主要因素，研究了三角形个数、稳定性系数随最小三角形约束面积的变化规律，提出 Delaunay TIN 最优网格剖 分面积评判指标，并给出了 1/412～1/206 的建议值。黑山露天煤矿工程实例表明，潜在滑坡体中部与后缘产生的 阻滑作用，是采掘场南帮边坡稳定性系数较高的主要原因。

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• 广义 Hoek-Brown 准则中强度折减系数的确定

  稳定性系数是边坡安全性评价的关键指标，但对适用于岩体特性的 Hoek-Brown 准则的折减存在标准不统 一或计算复杂的特点，有必要确定合适的强度折减方案和系数。将广义 Hoek-Brown 准则(2002)与强度折减原理相 结合，以三峡库区狮子包高边坡为模型，通过改变坡高、坡角和参数，以 7 种对岩石单轴抗压强度ci、地质强度 指标 GSI 和岩石材料常数 mi 的简化折减方案，研究狮子包高边坡的稳定性，并对稳定性系数和抗剪强度进行误 差分析，确定广义 Hoek-Brown 准则的最优强度折减方案。研究结果表明，对广义 Hoek-Brown 准则的强度折减可 通过同比折减参数ci 和 GSI 获得，此时数值计算与极限平衡法(Morgenstern-Price)确定的高边坡稳定性系数相对 误差平均值为 6.9%，方差为 6.9%，抗剪强度相对误差为 4.98%。这对广义 Hoek-Brown 准则在岩质边坡稳定性数 值计算中的广泛应用有一定理论意义和价值。

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• 喜马拉雅北麓郭如错冰湖泥石流沟发育特征及 对拟建中国至尼泊尔铁路的影响研究

  拟建中国至尼泊尔铁路首次穿越全球冰湖分布最为集中的喜马拉雅区域，最为典型的是郭如错冰湖，铁路 桥梁位于其溃决通道上，如何计算桥梁净空设置和墩台防护所需参数，国内外标准、规范未见针对线性工程的冰湖 溃决特征值计算。通过地质调查，结合 1984 年至今多期历史卫星遥感影像、SBAS－InSAR 差分干涉图形变分析、雨 洪法、RAMMS 数值模拟等技术手段，圈定物源的储量和分布特征，分析郭如错冰湖库容、面积的变化趋势，评价终 碛垄、后缘冰川的结构和稳定性。雨洪法计算结果: 流速 3. 51 m/s，泥深 1. 26 m，整体冲击力 29. 30 kN/m2 ; RAMMS 计算结果: 流速 3. 54 m/s，泥深 1. 28 m，整体冲击力 19. 00 kN/m2 。对比雨洪法与 RAMMS 数值模拟计算结果，在铁 路桥梁位置断面处，雨洪法与数值模拟结果接近，采用雨洪法计算的结果具备合理性。因此，郭如错冰湖溃决通道 上的铁路桥梁净空建议采用 7. 89 m。该方法对冰湖发育区的线性工程如何开展冰湖溃决型泥石流特征值计算工 作进行了初步探索，在喜马拉雅山区等区域的选线中可供借鉴。

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• 某大型地下洞室群围岩稳定性分类研究

  根据地下洞室群的特点, 选取岩体质量综合级别、块体状况、开挖位移及破坏区、岩爆烈度四因素为分类指标, 建立 了大型地下洞室群围岩稳定性分类体系。针对不同稳定性等级, 提供了相应的开挖方式和支护处理建议。最后, 运用该分类 体系对某地下洞室群的主厂房进行了分析评价。结果表明主厂房围岩以基本稳定的Ò 类为主, 围岩的破坏型式以局部块体 失稳和轻微~ 中等岩爆为主。

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• 开挖卸荷条件下大型地下硐室块体稳定性的对比分析

  运用 FLAC3D 软件对三峡地下电站主厂房的典型边墙和顶拱块体分别进行三维数值模拟分析，对比分析其 模拟结果表明：(1) 边墙块体在水平垂直厂房轴线(x 方向)和铅直(y)方向上应力均表现出卸荷特征，特别是 x 方向。 其变形主要以向开挖区卸荷回弹变形为主；(2) 顶拱块体在 x 方向表现为压应力，其值随开挖逐渐增加，而 y 方向 只是在开挖初期卸荷，但随后面的开挖有逐渐回升的趋势。其变形在 x 方向为挤压变形，y 方向块体下部向下变 形，而上部因挤压而表现出向上变形；(3) 大型地下硐室开挖过程中，块体的应力–形变场特征对顶拱块体稳定是 有利的，而对边墙块体是不利的。因此，通常的极限平衡分析结果，对边墙块体是偏高的，而对顶拱块体是偏于 保守；(4) 提出通过变形特征来定性判断块体整体稳定性和通过塑性区分布规律来定量评价块体的局部稳定性的 方法。

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• 锦屏一级水电站复杂地质条件下坝肩高陡边坡 稳定性分析及其加固设计

  锦屏一级水电站是我国在建的世界最高拱坝，坝肩工程边坡高度达 500 m，规模巨大。电站枢纽区地处深山 峡谷地区，自然谷坡高陡，地应力水平较高，谷坡岩体卸荷强烈，并发育有断层、层间挤压带、深部裂缝等不良 地质现象。在地质条件详细调查基础上，分析左岸缆机平台以上的顺坡向倾倒变形体、左岸 1 800 m 高程以上的 楔形双滑变形拉裂体等坡体结构及其破坏模式，并进行边坡稳定性分区和计算分析。根据坡体结构特点，确定少 开挖、弱爆破、强支护、分区分层支护、控制整体、以面覆点的开挖施工和加固设计原则，实施以预应力锚索和 抗剪洞为主、辅以锚杆、混凝土框格梁等措施的局部和整体、浅表和深层的全方位、多层次边坡加固控制体系。 精细设计并严格控制施工时序、爆破技术和工艺，保证建基面岩体质量，通过动态设计和完善的管理机制确保边 坡施工安全。2006 年 7 月～2009 年 9 月边坡监测资料表明：边坡浅表最大横向位移 79.5 mm，最大垂直下沉位移 52.5 mm，主要受地层岩性和坡体结构控制；深层最大变形量 60 mm，最大速率 0.1 mm/d，主要受深部裂缝控制； 目前位移均趋于收敛，满足安全控制标准。锦屏一级水电站坝肩高边坡工程的成功实施为我国工程建设提供新的 经验和借鉴。

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