水工巖質高邊坡卸荷變形機理與穩(wěn)定評價方法研究.pdf

1、水工設計工作的實踐積累和教訓告訴我們:工程總體方案布置的合理性遠勝于單個部位的詳盡構思。用事實強調了體系的關聯(lián)性、方法論的重要性,也強調了重視機理分析和分析方法的必要性。
　　水工巖質高邊坡的變形與穩(wěn)定問題是水電工程設計中的重點問題之一。巖體變形機理、巖體卸荷問題、巖體水力效應和穩(wěn)定評價方法,既是邊坡工程設計和穩(wěn)定評價所需考慮的重點問題,也是影響工程邊坡設計理念、經濟指標與安全運行的理論瓶頸,對于工程邊坡的設計和運行具有重要意義。

2、
　　論文結合巖體結構力學、卸荷巖體力學、巖體水力學和邊坡評價方法的基本理念或理論基礎,以機理分析為研究主旨,系統(tǒng)研究了以巖體賦存環(huán)境為分析基礎、巖體結構為變形控制因素、卸荷效應為破壞推進因素的工程邊坡變形機理;在研究應力影響巖體變形的基礎上,對影響計算結果的屈服準則、計算參數和初始場評價方法等關鍵問題做了對比研究;在研究水巖耦合作用影響邊坡變形與滲流場分布的基礎上,開展了單裂隙滲流耦合模型和非達西滲流的理論研究;結合巖體結構特征

3、和巖體變形機理,研究了極限平衡法和數值分析法分析工程邊坡的優(yōu)缺點和適應性。
　　論文的主要認識和主要成果下:
　　(1)從巖體賦存環(huán)境入手,分析了地應力和地下水對于工程巖體應力狀態(tài)和結構特征的影響;在分析巖體結構控穩(wěn)定機理的基礎上,研究了結構面演化機制對于邊坡變形破壞的影響;依托工程邊坡典型地質模型,分析了造成或影響邊坡破壞的邊坡結構和誘發(fā)因素。
　　(2)從應力釋放入手,分析了自然卸荷和開挖卸荷的影響因素和形成機理;

4、從應力狀態(tài)入手,研究了開挖卸荷的形成機制和工程危害;以各向異性、尺寸效應和蠕變試驗的結果為基礎,闡述了卸荷巖體的力學特性和蠕變特征對于卸荷效應的影響;基于數值模擬方法研究了開挖卸荷分區(qū)的計算與安全評價方法。
　　(3)從地下水水力效應入手,分析了地下水影響或改變巖體力學性能和結構特征的基本形式;在水巖耦合機理分析的基礎上,推導了變荷載條件下似雙重介質單裂隙滲流耦合模型;在考慮巖體結構特征和偏流效應的基礎上,對比研究了非達西滲流對于

5、寬裂隙、高強外水壓力作用下巖體滲流的影響;結合水力效應影響水工邊坡的作用形式,研究了滲透作用影響工程邊坡變形與穩(wěn)定的作用機理。
　　(4)從應力分析入手,分析了屈服準則對于理想彈塑性模型計算巖體屈服破壞的重要性,指出了M-C準則、D-P準則和H-B準則的優(yōu)缺點;從協(xié)調變形入手、分析了計算參數的關聯(lián)性及其對于巖體變形破壞的影響,在肯定巖體結構力學差異性特征的基礎上、提出了突出研究重點和簡化參數輸入的參數等效計算方法;從分析計算步驟入