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随着西电东送战略的实施,西部地区有许多大型、巨型水电项目相续开始进入实质性开发阶段。在水电站开发过程中,必然会出现许多重要的环境地质问题,其中,水库蓄水对天然岸坡的稳定性影响成为水电站工程开发的焦点问题,得到了包括地方政府、业主单位和勘察设计单位的高度重视。本文选取乌江沙沱水电站库尾思南县城潜在滑移体的稳定性作为研究对象,具有重要的理论意义与工程应用价值。
本文首先从潜在滑移体的地质特征入手,通过各种勘查手段,并参阅相关资料,介绍了潜在滑移体的自然地理概况,包括水文气象和地形地貌,查明了滑坡的区域地质概况,包括地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、地震烈度等。还研究了潜在滑移体的地质特征,包括潜在滑移体的岩体结构特征、周界、形态特征及物质结构特征。在了解潜在滑移体地质特征的基础上,分析潜在滑移体的变形破坏现状、潜在滑移体稳定性的影响因素以及可能的失稳机理。通过分析认为思南县城区潜在滑移体为软质岩上的覆盖层堆积体,前缘剪出口在天然河水位附近,经对前期资料分析和进一步勘探验证,前缘开挖或蓄水对潜在滑移体稳定性影响均十分敏感。
作者对潜在滑移体的稳定性分析除采取工程地质分析外,还采用极限平衡方法(包括Push法与Sarma法)与有限单元法对潜在滑移体的稳定性进行了综合分析。通过定性分析与定量计算可以得出如下结论
:(1)天然状态下,潜在滑移体整体上是稳定的。
(2)当水库蓄水后,潜在滑移体在静水压力作用下,其稳定性系数略有变化,其变化趋势与潜在滑动面的倾角与地表面的坡角有关。
(3)在动水压力作用下,即水库水位骤降情况下,潜在滑移体的稳定性明显下降,特别是叠加地震力后,整体稳定性都大大下降,有失稳的可能性。
(4)通过潜在滑移体的稳定性计算可以知道,库水位的变动和地震力的作用是引起潜在滑移体稳定性降低的最主要的因素。
(5)斜坡塑性变形主要发生在模型上部的杂填土层及冲洪积层中,且主要集中于杂填土层及冲洪积层后部,即该斜坡的变形主要以后部的推移为主。同时,越接近计算模型上部,单元的点稳定性系数K值越小,也即该潜在滑移体如发生破坏,其破坏类型应属浅层破坏,即使考虑地震荷载,整个杂填土及冲洪积层中仍未形成大的贯通破坏面,这说明斜坡发生整体失稳的可能性小,但不排除发生浅层或前缘局部失稳的可能。
通过对潜在滑移体整体稳定性的研究,为下步设计工作的开展提供了充分的依据。本文还提出了一些防治措施的建议,建议从岸坡防护、抗滑处理、排水工程及建立监测系统等几个方面对思南县城区潜在滑移体进行综合防治。