某拱坝右岸拱肩槽开挖边坡锚固仿真与优化研究.pdf

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1、某拱坝右岸拱肩槽开挖边坡锚固仿真与优化研究金红丽1，兰芙蓉2，秦卫星2(1．湖南水利水电职业技术学院，湖南长沙410131；2．长沙理工大学水利工程学院，湖南长沙410076)摘要：首先基于一次宏观反演的初始应力场进行二次精细模拟得到了桌拱坝坝区局部模型的初始地应力场。接着基于加锚节理岩体流变模型，应用自主开发的三维弹粘塑性有限单元程序模拟了该初始地应力场作用下该拱坝右岸拱肩槽岩石高边坡开挖过程预应力锚索、系统锚杆等锚固件的支护作用。分析了现行锚固方案与锚固进度下边坡岩体的位移、应力和点安全系数等分布规律，最后在此基础上对该锚固方案和锚

2、固进度进行了优化，确保了该边坡的稳定与安全。关键词：初始应力场；加锚节理岩体模型；弹粘塑性有限元；锚固措施；数值仿真；岩石边坡中图分类号：TU311．2文献标识码：A文章编号：1672—4011(2010)06一0053一04NumericalSimulationonReinforcementMeasuresand0ptimizationAnalysisforExcavationSlopeinRightAbutmentTroughofanArchDamJlNHongliI，L必Furon92，QlNWeixingz(1．HunanTec

3、hnicalCollegeofWater鼢oIlrc船andHydroelectricPower，Changsha410131，China；2．SchoolofWaterConservancyEngineeringc地，妒眈UniversityofScienceandTechnology，Changsha410076．China)Abstract：Fimtly，theinitialgeostressfieldofthearchdamareaisobtainedbythesecond．stagerefinementsimulationwi

4、ththeinitialgeostressfieldofthefirst—stagebackanalysis．Andthen，basedonthemodelofreinforcedjointedrockmasseswhichcanbeusedtosimulateanchoringeffectsofpre·stresscablesandsystematicbolts，theeffectsofreinforcementmeasul'e8fortheexocavationslopeintherightabutmenttroughofXiluo

5、duarchdam8resireulatedbytheseIf-developed3Delasto—viscoplasticfiniteelementmethod(FEM)analysisprogramundertheinitialgeostressfield．11Iedistributionpatternsofstress．displacementandsafetyfactoroftherockslopeareanalyzedforcurrentancho-ringschemesandanchoringschedules．Finall

6、y，thecurrentrein-fomementschemesandanchoringschedulesareoptimizedtoen-SUlt屯thestabilityandsafetyoftheslopeonthebasisoftheaboveanalysis．Keywords：initialgeostressfield；modelofreinforcedjoint-edrockmasses；elasto—viscoplasticFEM；reinforcementmea8·ures；numericalsimulation；roc

7、kslope0前言某水利枢纽是一座以发电为主，兼有拦沙、防洪和改善下游航运条件等综合利用效益的巨型水利水电枢纽。永库正常蓄水位600m，总库容126．7亿m3，电站装机容量12600MW。大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高278m。坝址区河道顺直，谷坡陡峻，临江坡高430—300m。河谷断面呈较对称的“u”型，谷底较宽阔平缓，两岸山体陡峻雄厚。右岸420m高程以下呈25—40。的缓坡，420—570m为55—700的陡坡，570—630m段为400左右的斜坡，630m以上为70一80。的陡壁，谷肩高程680—860m以上为第四纪堆积缓坡平台

8、，地形宽阔平缓，缓倾下游。构成坝区边坡的岩层为晚二叠世峨眉山玄武岩，为大陆裂隙式溢流相玄武岩。缓倾角的层间、层内错动带和随机分布的裂隙构成了边坡中主要结构面。右岸拱肩槽边坡岩体软弱结构面的分布状况见图1。右