观音岩水电站坝基砂(砾)岩溶蚀损伤力学特性与工程应用研究

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1、成都理工大学硕士学位论文观音岩水电站坝基砂（砾）岩溶蚀损伤力学特性与工程应用研究姓名：杨燕申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：付小敏;聂德新20090601摘要观音岩水电站坝基砂（砾）岩溶蚀损伤力学特性与工程应用研究作者简介：杨燕，女，1983年8月生，师从成都理工大学付小敏教授、聂德新教授，2009年6月毕业于成都理工大学岩土工程专业，获得工学硕士学位。摘要观音岩水电站位于云南省华坪县与四川省攀枝花市分界的金沙江上，是金沙江中游“一库八级”梯级电站中的最后一个梯级，最大坝高159m，装机3000MW。观音岩水电

2、站大坝为混合坝，左岸及河床地段为混凝土重力坝，右岸为堆石坝，坝基岩体的力学特性能否满足重力坝的修建要求至关重要。观音岩水电站坝基岩体因钙质胶结物强烈溶蚀，出现成带、成片的疏松岩体，导致坝基岩体工程特性降低，严重影响到坝基岩体的稳定性和安全性。这一问题也是国内至今首次遇到的坝基碎屑岩体大范围溶蚀损伤、力学特性降低的典型问题。因此，“溶蚀砂、砾岩力学特性损伤及其工程应用”是观音岩水电站能否修建重力坝的关键性工程地质问题。针对此问题，本文进行了系统性的研究分析，得出了以下主要结论和认识：（1）对处于坝基重要地带的溶蚀岩体，通

3、过现场大型探槽勘察、大量潜孔钻和河床钻孔声波测试结果分析，预测其所在的空间分布特征。溶蚀岩体主要发育在J2S2-1、J2S2-2地层，其中河床坝段有4个较明显的溶蚀集中带（R1、R2、R3、R4）。（2）通过密度试验资料分析，划分了轻微、中度、强烈溶蚀砂岩、砾岩的界限。采用室内单轴抗压强度试验及现场变形试验获得了未溶蚀岩体和溶蚀岩体的抗压强度参数及变形模量值。用新的取样方法和单点三轴试验开展了溶蚀岩体的强度试验，获得了溶蚀岩体的抗剪强度参数。（3）提出了溶蚀岩体物理力学指标损伤率这一概念。研究了不同程度溶蚀岩体的完整性

4、、强度参数、变形参数的损伤率，全面分析了溶蚀砂、砾岩的力学损伤特性。（4）根据国家标准《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）中的岩体质量分级方案，结合观音岩溶蚀岩体的工程特性，对坝基岩体进行了质量等级划分。（5）对含溶蚀砂砾岩部位的工程岩体，分别考虑岩体在未溶蚀、轻微、中度、强烈溶蚀四种情况，运用二维有限元程序，对坝基的应力及位移进行了数值I成都理工大学硕士学位论文模拟研究；运用刚性极限平衡法对坝基表层抗滑稳定性进行了验算。关键词：溶蚀砂（砾）岩力学特性溶蚀损伤率岩体质量分级稳定性ⅡAbstractS

5、tationfoundationGuanyinyansand(gravel)themechanicalpropertiesofcorrosiondamageandEngineeringAppliedResearchAbouttheauthor:YangYan,female,HealthinAugust1983,whereshestudiedwithProfessorFuXiaominandNeidexinChengduUniversityofTechnology,inJune2009andgraduatedfromCh

6、engduUniversityofTechnologyingeotechnicalengineeringprofession,toobtainamaster'sdegreeinEngineering.AbstractGuanyinyanHydropowerStationisovertheJinshaRiver，whichisontheboundariesbetweenHuapingTowninYunnanProvinceandPanzhihuaCityinSichuanProvince.TheStation，whose

7、thegreatestheightis159metresandtheinstalledcapacityis3000MW，isthelaststepof"aTreasury8".Guanyinyanisamixeddam,whosetheleftbankoftheriverbedistheconcretegravitydamsite,，andtherightbankisrock-filldam.Sowhethethemechanicalpropertiesofthedam’sfoundationrockmasscanme

8、ettherequirementsornotisessentialtotheconstructionofthedam.ThefoundationofGuanyinyanhydropowerdamrockmassduetoastrongsolutionofcalciumcement,thereintoabelt,intoapiece