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第 23 卷第 4 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2003 年 8 月 小湾电站进水 口高边坡稳定性研究 黄 俊 ，梅 明荣 ，任 青文 ( 河海 大学土木工程学 院 ， 江苏 南京2loo98) 摘 要 ： 为 了确 定 小湾 电站 边坡 的 最 小安 全 系数 ， 利 用 UTEXAS2 软件 对进 水 口正 面 、 侧 面共 7 个剖 面 进 行 了分析 计算 ， 对侧 面采 用 圆弧搜 索法计 算安 全 系数 ， 给 出最 危 险滑 移线 ； 对 正 面边坡 ， 根 据 其缓 倾 角断层 和 陡倾 角结构 面 ， 采 用非 圆弧搜 索法 对指 定滑 面进 行 计 算 ， 将 最 危 险 的 f3 断 层及 g瓣 8断 层与各陡倾 角结构面进行组合 ， 得 出" - 3 f3 与陡倾 角结构 面 f1 2进行组合时， 在剖面 6 处安全 系数最 小 的 结 论 ． 关键 词 ： 边坡 稳 定 ； 进 水 口 ； 安 全 系数 ； 小湾 电站 中图分 类号 ： TU432 文献 标 识码 ： A 文章 编 号 ： 1 006 — 7647(2003)04 — 0020— 03 小湾 电站地 下 厂房 进水 口位 于 大椿 树 沟右 侧 山 坡 ． 进 水 口平 台开 挖 后 将 在 大 椿 树 沟 左 右 两侧 形 成 高边坡 ． 右侧主要为平 台后侧边坡( 正面边坡 ) ， 坡高 约 150 m； 左侧为平 台侧面边坡 ， 坡高约 130m． 边坡 高大 ， 地势 陡峭 ， 正 面边坡走 向为 N40。 W， 开挖面倾 向为 50。 ， 平 均坡 度 为 78。 ． 进 水 口侧 面 边 坡 的稳 定 性 主 要 取 决 于 岩 土 强 度 ， 不受 结 构面 控制 ， 破 坏形 式 主要 为顺 层 滑移 型 和 倾倒性质的崩塌破坏 ． 影 响进 水 口边坡 稳 定 的 主要 结 构 面是 NWW 向 和 近 SN 向 的 中缓 倾 角 结 构 面 ， 以及 NWW 向 和 近 SN 向 陡倾 角 结构 面 ． 它们 相 互切 割 、 组 合 ， 可能 构 成 对边坡稳定不利的楔体 ． 地 面高 程 1 130 m 以 下 的大 椿 树 沟下 游 侧 有 部 分基岩裸露 ， 其余地段多被坡 、 崩积层所覆 盖 ． 强风 化 带发 育 较深 ， 最 大深 度 约 30 m． 坝址地段无 1级断层分 布， 2 级断层仅有 破碎 带 总 宽 18． 6 ～37 m， 主 裂 面 宽 度 一 般 为 0． 8 ～ 2 ． 5 m， 与坝 踵之 间 最近距 离 约 50 m． 3 级 断层 主要 有 F3， Fll ' Flo， F5， 5 条 ． 其 余均为 4 级 以下结 构面 ， 这些结构面除 f3和 g=s 9— 8为中缓倾角外 ， 其余均 为陡 倾 角结 构 面 ． 电站 进 水 口地 段 正 面 岩 质 边 坡 稳 定 性 主要 由结 构面 及 其 强 度 指 标 控 制 ， 其 可 能 的变 形 破 坏类型为顺层滑移型(平面和楔体) ； 其次 ， 表层一定 厚度 范 围 内尚有 由卸 荷 而产 生 的滑 移 型和倾 倒 型失 稳 ． 下 面 的分 析 中 ， 取剖 面 4 ， 5， 6 ， 7 为进 水 口正 面边 坡剖面 ， 剖面 1， 2， 3 为进水 口侧面边坡剖面． ， 其 1计算方法及 软件 UTEXAS2 软件 是 对 二 维 边 坡 稳 定 性 进 行 分 析 计算的一种软件 ， 该程序基于条分法的思想 ． 尽管条 分法主要是用来分析土质边坡的 ， 但对于下列情况 ， 也可使用条 分法 ： 其一是 较为均质 的边坡 ， 如 由土 壤 、 砂 、 卵石 、 砾石等组成的天然边坡 或人工边坡 (均 质土坝 、 砂壳坝等) ， 由于这类边坡 的最危 险剪切 面 的形状和圆弧相差不远 ， 同时在I临界剪切 面附近安 全系数 k 的变化不是很灵敏 ， 故可假定剪切面为圆 弧 面 ， 而采 用 毕 肖普法 ； 其 二是 关 于 由基岩 构成 的天 然 边坡 问题 ， 此 类 边 坡 的剪 切 面 主 要 由基 岩 中 的 软 弱构造 面 决定 ， 边 坡 的稳 定 性 取 决 于 构 造 面 的 产状 和其 上 的抗剪 指标 ， 而对 于风 化破 脆 的基 岩边 坡 ， 发 生浅层滑动时 ， 其滑面也往往是某种软弱面 ， 如覆盖 于基岩的接触面 、 表层顺坡裂隙等 ． 此时可将滑动体 划 成 若 干 竖 向 条 块 进 行 计 算 ， 本 文 正 是 利 用 UTEX AS2软 件对 此 类情 况 进行 分析 ． UTEX AS2 程序 中有 4 种 计算 边坡稳 定 的方 法 可供选择 ， 即毕 肖普 法、 斯 宾塞法 、 工程师军团法和 罗厄法 ． 根据不同情况 ， 可选用不同方法 ， 若不作任 何设定 ， 默认 方法为斯 宾塞法 ． 对于具 体 的边坡 情 况 ， 若边坡材料没有断层 ， 则有简单圆弧法和圆弧搜 索法 2 种方式进行选择 ． 简单 圆弧法是在滑面大致 确定 的情 况 下 ， 输入 圆 心和半 径 ( 或 圆心 和 圆弧 上一 点) 来计算此时边坡稳定安全系数的． 圆弧搜索法则 是在滑面不确定的情况下， 先根据滑动体按圆弧滑面 作者简介 ： 黄俊( 1 971一 ) ， 男 ， 湖北黄 冈人 ， 助理 工程师， 硕士研究生 ， 主要从事固体力学研究 ·2 0· 维普资讯 http://www.cqvip.com