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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