万家口子拱坝坝肩块体稳定分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,万家口子水电站碾压混凝土高拱坝坝肩抗滑稳定分析研究,1,、研究目的,2,、研究方法与软件,3,、可研阶段坝肩抗滑稳定分析,4,、施工设计阶段坝肩抗滑稳定分析,5,、主要结论,1,研究目的,研究目的,万家口子水电站混凝土双曲拱坝为目前世界上最高的碾压混凝土拱坝。为了分析坝肩及拱肩槽开挖边坡的稳定性，本项目采用关键块体理论和三维刚体极限平衡等方法，对坝址地形地质条件，包括岩体断层、裂隙、溶槽等主要地质缺陷等进行模拟，抓住影响大坝安全的主要因素，依据岩石力学的参数及结构面参数选用适合本工程的指标进行计算，分析万家口子水电站左、右岸坝肩的抗滑稳定性，以及坝肩开挖边坡在施工期和运行期的稳定性，并对锚固措施的加固效果进行复核，为工程设计和施工提供依据。,2,研究方法与计算软件,准确模拟坝肩开挖边坡地形,准确模拟滑裂面的空间构造,准确计算块体方量,可以搜索可移动块体类型,考虑渗透水压力及地震荷载,判断滑动模式和滑动方向,坝肩抗滑稳定分析软件,坝肩抗滑稳定分析模式,Londe,模式,坝肩边坡设计标准,据,混凝土拱坝设计规范,（,SL282-2003,）的规定，坝肩抗滑稳定分析中安全系数取值应满足下表要求。,荷载组合,建筑物级别,1,2,3,基本,3.50,3.25,3.00,特殊（非地震）,3.00,2.75,2.50,表,1,坝肩抗滑稳定设计安全系数,根据,水利水电工程边坡设计规范,（,SL386-2007,）的规定，水利水电工程枢纽工程区边坡设计安全系数不低于表,2,规定的数值,工况,建筑物级别,1,2,3,持久状况,1.301.25,1.251.15,1.151.05,短暂状况,1.201.15,1.151.05,1.101.05,偶然状况,1.101.05,1.05,1.00,表,2,水利水电工程边坡设计安全系数,万家口子坝肩稳定允许最小安全系数,万家口子水电站坝肩抗滑稳定允许最小安全系数如表,3,所示,表,3,坝肩抗滑稳定设计安全系数,枢纽工程区边坡允许最小安全系数如表,4,所示,表,4,枢纽工程区边坡允许最小安全系数,建筑物级别,正常蓄水位,+,温升,校核洪水位,+,温升,正常蓄水位,+,温升,+,地震,1,3.5,3.0,2.5,建筑物级别,正常工况,降雨工况,地震工况,1,1.3,1.2,1.1,3,可研阶段坝肩抗滑稳定分析,可研阶段两岸坝肩地质条件,左坝肩发育的主要断层有：,岩层不整合面：产状为,280305/SW2835,两岸坝肩发育的节理裂隙主要包括：,层面裂隙，产状为,280305/SW2835,；,切层裂隙，产状为,300330/NE,6085,；,左岸卸荷裂隙，产状为,520 /SW6080,。,右岸卸荷裂隙，产状为,4060/SW6080,。,右坝肩发育的无断层发育,可研阶段两岸坝肩地质条件,EL1320,高程地质平切图,可研阶段左坝肩抗滑稳定分析,裂面名称,结构面,摩擦系数,f,内聚力,C,（,MPa,）,上游横切面,P1,J,14,0.00,0.00,切层裂隙,J,2,0.75,0.15,侧裂面,P2,卸荷裂隙,J,3,0.75,0.15,剪断岩石,0.92,0.78,底滑面,P3,层面裂隙,J,1,0.80,0.30,表,5,软弱结构面组成及计算参数：,工况,1,：正常蓄水位,+,温升工况,工况,2,：效核洪水位,+,温升工况,工况,3,：正常蓄水位,+,温升,+,地震工况,计算工况：,可研阶段左坝肩抗滑稳定分析,计算条件：,渗透压力：水库正常蓄水位为,1450m,，电站最低尾水位为,1300m,，横切面,P1,水压为计算高程全水头，其后帷幕下游边线位置扬压力折减系数为,0.4,；,地震荷载：按,VII,度地震考虑，水平向加速度取为,0.1g,。,可研阶段左坝肩,1#,楔形块体：,56,万方,J14,剪断岩石面,层面裂隙,J1,抗滑稳定安全系数,工况,滑动模式,滑裂面面积,滑动方向,安全系数,K,C,J14,（,m,2,）,J1,（,m,2,）,倾向（,0,）,倾角（,0,）,正常蓄水位,+,温升,（,J,14,，,J,1,）,6024,14795,121,6,12.50,效核洪水位,+,温升,（,J,14,，,J,1,）,6024,14795,121,6,13.30,正常蓄水位,+,温升,+,地震,（,J,14,，,J,1,）,6024,14795,121,6,8.42,注：（,J14,，,J1,）指沿,J14,，,J1,的双面滑动，滑动方向倾角向下为正,表,6,可研阶段左坝肩,1#,块体运行期各工况安全系数,可研阶段左坝肩,2#,楔形块体：,72,万方,卸荷裂隙,J3,层面裂隙,J1,J14,抗滑稳定安全系数,工况,滑动模式,滑裂面面积,滑动方向,安全系数,K,C,J14,（,m,2,）,J1,（,m,2,）,倾向（,0,）,倾角（,0,）,正常蓄水位,+,温升,（,J,14,，,J,1,）,1657,18921,121,6,23.30,效核洪水位,+,温升,（,J,14,，,J,1,）,1657,18921,121,6,25.77,正常蓄水位,+,温升,+,地震,（,J,14,，,J,1,）,1657,18921,121,6,12.41,注：（,J14,，,J1,）指沿,J14,，,J1,的双面滑动，滑动方向倾角向下为正,表,7,可研阶段左坝肩,2#,块体运行期各工况安全系数,可研阶段左坝肩,3#,楔形块体：,74,万方,层面裂隙,J1,卸荷裂隙,J3,切层裂隙,J2,抗滑稳定安全系数,注：（,J2,，,J1,）指沿,J2,，,J1,的双面滑动，滑动方向倾角向下为正,工况,滑动模式,滑裂面面积,滑动方向,安全系数,K,C,J,2,（,m,2,）,J,1,（,m,2,）,倾向（,0,）,倾角（,0,）,正常蓄水位,+,温升,（,J,2,，,J,1,）,1718,19202,131,12,9.87,效核洪水位,+,温升,（,J,2,，,J,1,）,1718,19202,131,12,10.30,正常蓄水位,+,温升,+,地震,（,J,2,，,J,1,）,1718,19202,131,12,7.30,表,8,可研阶段左坝肩,3#,块体运行期各工况安全系数,工况,1,：正常蓄水位,+,温升工况,工况,2,：效核洪水位,+,温升工况,工况,3,：正常蓄水位,+,温升,+,地震工况,计算工况：,可研阶段右坝肩抗滑稳定分析,计算条件：,渗透压力：水库正常蓄水位为,1450m,，电站最低尾水位为,1300m,，横切面,P1,水压为计算高程全水头，其后帷幕下游边线位置扬压力折减系数为,0.4,；,地震荷载：按,VII,度地震考虑，水平向加速度取为,0.1g,。,可研阶段右坝肩,1#,楔形块体：,56,万方,卸荷裂隙,J,4,层面裂隙,J,1,切层裂隙,J,2,抗滑稳定安全系数,注：（,J14,，,J1,）指沿,J14,，,J1,的双面滑动，滑动方向倾角向下为正,工况,滑动模式,滑裂面面积,滑动方向,安全系数,K,C,J4,（,m,2,）,J1,（,m,2,）,倾向（,0,）,倾角（,0,）,正常蓄水位,+,温升,（,J4,，,J1,）,3237,3394,239,25.6,12.1,效核洪水位,+,温升,（,J4,，,J1,）,3237,3394,239,25.6,12.6,正常蓄水位,+,温升,+,地震,（,J4,，,J1,）,3237,3394,239,25.6,8.4,表,9,可研阶段右坝肩,1#,块体运行期各工况安全系数,4,施工设计阶段坝肩抗滑稳定分析,施工设计阶段两岸坝肩地质条件,左坝肩发育的主要断层如下表：,两岸坝肩发育的节理裂隙主要包括：,层面裂隙，产状为,280305/SW2835,；,切层裂隙，产状为,300330/NE,6085,；,左岸卸荷裂隙，产状为,520 /SW6080,。,右岸卸荷裂隙，产状为,4060/SW6080,。,断层,产状,发育位置及规模,fc201,285290/SW2932,发育在左坝肩,13651425,高程，从下游边坡面向拱肩槽及上游边坡方向延伸。水平方向延伸约大于,100m,f101,280295/SW2935,发育在左坝肩,12651452,高程，向山内延伸,fc682,290300/SW2832,发育在左坝肩,12851355,高程，全贯通,f200,35010/NE-SE6878,发育在左坝肩,13401452,高程，水平向延伸约,80m,施工设计阶段两岸坝肩地质条件,右坝肩发育的主要断层如下表：,编号,产状,发育位置及规模,fc700,290,300,/SW,2832,发育于右坝肩,13901452m,，在拱肩槽,13651390m,高程出露，全贯通,f698,35,45,/SE,7080,发育于右坝肩,13601425m,高程。从下游开挖边坡出露，横切坝基,fc729,285,295,/SW,3035,发育于右岸,12851340m,高程，全贯通,f301,40,45,/NW-SE,7583,发育于右岸,139001425m,高程。从下游开挖边坡出露，横切坝基,f302,30,45,/SE,7075,发育于右岸,13901452m,高程。从下游开挖边坡出露，横切坝基,fc303,290,300,/SW,2832,发育于右坝肩,13401452m,高程。在拱肩槽,13651390,高程出露。全贯通,施工设计阶段两岸坝肩地质条件,EL1320,高程地质平切图,施工设计阶段左坝肩抗滑稳定分析,表,11,施工设计阶段左岸软弱结构面组成及计算参数：,相对于可研阶段，施工开挖过程中揭露出多条断层及层间错动带，下表为新揭露出的软弱结构面及计算参数列表。,滑裂面名称,结构面,摩擦系数,f,内聚力,C,（,MPa,）,上游横切面,P1,f200,0.55,0.1,切层裂隙,0.75,0.15,侧裂面,P2,卸荷裂隙,0.75,0.15,底滑面,P3,fc201,0.35,0.05,f101,0.4,0.08,fc682,0.35,0.05,层面裂隙,0.75,0.15,工况,1,：正常蓄水位,+,温升工况,工况,2,：效核洪水位,+,温升工况,工况,3,：正常蓄水位,+,温升,+,地震工况,运行期计算工况：,计算条件：,渗透压力：水库正常蓄水位为,1450m,，电站最低尾水位为,1300m,，横切面,P1,水压为计算高程全水头，其后帷幕下游边线位置扬压力折减系数为,0.4,；,地震荷载：按,VII,度地震考虑，水平向加速度取为,0.13g,。,工况,1,：正常工况,工况,2,：暴雨工况,工况,3,：地震工况,施工期计算工况：,施工设计阶段左坝肩抗滑稳定分析,施工设计阶段左岸坝肩块体,层面裂隙,卸荷裂隙,卸荷裂隙,fc201,切层裂隙,卸荷裂隙,f200,f101,切层裂隙,卸荷裂隙,fc682,左坝肩,3#,楔形块体：,12.4,万方,卸荷裂隙,f200,f101,抗滑稳定安全系数,注：（,f200,，,f101,）指沿,f200,，,f101,的双面滑动,工况,滑动模式,滑裂面面积,滑动方向,安全系数,Kc,f200,（）,f101,（）,倾向（,）,倾角（,）,正常工况,（,f200,，,f101,）,97.1,6930.2,165,24,1.65,降雨工况,（,f200,，,f101,）,97.1,6930.2,165,24,1.61,地震工况,（,f200,，,f101,）,97.1,6930.2,165,24,1.23,工况,滑动模式,滑裂面面积,滑动方向,安全系数,Kc,f200,（）,f101,（）,倾向（,）,倾角（,）,正常蓄水位,+,温升,（,f200,，,f101,）,97.1,6930.2,165,24,3.35,校核洪水位,+,温升,（,f200,，,f101,）,97.1,6930.2,165,24,3.45,正常蓄水位,+,温升,+,地震,（