人人五马水库坝址左岸山体稳定性分析及抗滑稳定计算.pdf

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1、水利建设与管理·2010年第1期尚剑宝(山西省水利水电勘测设计研究院太原030024)【摘要】山西省五马水库坝址左岸构造复杂，岩石为砂岩夹多层泥岩，水库蓄水后，泥岩会泥化，山体有沿泥岩层滑动的可能，影响工程安全。本文考虑了构造裂隙与多个滑面的组合，在多种状态(渗透压力和地震力)下对山体的稳定性进行了分析并进行了抗滑稳定计算。【关键词】泥岩层稳定性滑面抗剪1工程及地质概况因此分析在水库蓄水运行后，坝肩泥岩层存在进一步山西省五马水库工程位于山西省临汾市古县县城西南软化、泥化可能。五马村东北约lkm处。坝基及左岸岩体为三叠系下统刘家3左岸山体稳定性沟组，岩性以中

2、厚层细砂岩、粉砂岩和薄层砾岩为主，夹多3．1左岸山体不稳定因素分析层厚1～30cm的泥岩、粉砂质泥岩，泥岩局部泥化，呈泥土a．左坝肩下游河床在距大坝约70m处流向由$30。W状；岩体层理发育且平直，节理裂隙较为发育。转为$70。E，河床底高程为633m；左坝肩为一单薄山梁，走2山体中泥岩层软化、泥化可能性向近东西向，上部基岩裸露，岩层倾向下游偏右岸，产状为坝基建基面以上开挖范围内，在库水位以下发育8层N45。W／SW8。。山顶高程725m；岸坡坡角约21。，大于岩层较为连续的泥岩层，分别为T。l—l6、T1l一18、rr1l一20、Tl一22、倾角，因此左

3、岸下游具备临空条件。r11—24、T。l一26、T1—28、Tll一30岩组，泥岩单轴饱和抗压强度b．左坝肩存在F1断层，断层距左岸开挖面约105m，断为0．2～19．0MPa，软化系数为0．13～0．40，多属于极软岩一较面走向N35。～5O。E，倾向sE，倾角60。～71。，断距10～15m，软岩、无膨胀性或微膨胀性岩石。由于泥岩软化系数低，在断层破碎带宽1．5～2．0m，断层影响带宽5～7m，具备侧缘分水库蓄水后受水影响的岩石会发生软化。库水位以下的泥割边界条件。岩层在库水长期作用下泥化可能性分析如下：c．左岸单薄山梁呈单斜构造，岩层倾向下游偏右岸，

4、坝址区左右坝肩均有断层发育，为单斜岩层，岩体较破产状为N45。W／SW8。，地层倾向与左岸单薄山梁走向碎，岩体已受到了构造及地应力影响，且坝基泥岩已有泥化交角约6。。组成左岸山梁岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及现象，说明坝址区存在地层层间错动的可能性。砾岩层。库水位下连续发育多层泥岩。且泥岩层在水库正在坝基开挖爆破过程中，不可避免地对影响带内岩层常蓄水后有软化、泥化的可能，因此左岸单薄山梁具备底产生扰动，导致泥岩结构受到影响。面滑动条件。水库蓄水运行后山体中水动力条件趋于活跃，而地下d．左岸岩体中主要发育两组节理裂隙，产状分别为：①水活跃带内泥岩易泥化，坝基下

5、现有的泥化层多处于地下N45~～52~E／／NW或SE~70。～85。，②N47。～58。W／NE或SW水浅循环带内。L70o～86o，裂隙面多平直光滑，延伸较长，裂隙宽一般0．1～右坝肩ZK09—7号钻孔在钻进过程中，下部开挖面发O．3m，发育间距一般O．5～1．5m，砂土充填或半充填，与岩层现有水沿泥岩层流出，在水流作用下，出溢部位的泥岩层局层理的相互组合构成了该岩体地下水下渗的主要通道。部发现有泥化现象。e．左岸单薄山梁基岩裸露，上游迎水坡陡立，可构成为尚剑宝，山西省五马水库坝址左岸山体稳定性分析及抗滑稳定计算67该山梁的后缘；第②组裂隙走向与大坝近

6、于平行，也可构成综上所述，大坝左岸山体具备了滑坡产生的滑面、侧后缘拉裂面。缘、后缘和临空等条件。当水库蓄水后，在大气降水和库根据岩层产状、两组节理裂隙产状、F断层产状及迎水水长期人渗的情况下，泥岩层有可能软化、泥化。在库水、坡各结构面画赤平投影图见图1，F，断层走向与岩层倾向地震力等因素作用下，该左岸单薄山梁具备产生顺层滑呈大角度相交，可构成侧缘；第②组裂隙走向与岩层倾向也动的条件。呈大角度相交，有可能构成后缘；岩层倾角小于坡面倾角，3-2左岸山梁稳定性计算具临空条件。以下采用刚体极限平衡法对左岸山梁进行稳定验^f算。滑面选取Tll—l6、T1l一18、T

7、1l一20、Tll一22、T1l一24、Tll一26六个拟选泥岩层滑动面，考虑拟滑面泥岩泥化情况；计算工状为水库正常蓄水位状态，考虑渗透压力和地震力作用。由于与滑动方向大角度相交的节理裂隙较为发育，后缘选取与滑面相交的较大裂隙面，根据现场勘察，E山体中发育三条较长大裂隙，编号分别为GL1、GL2、GL3，对其做为后缘分别进行了计算，另外，对整个山体沿T1l一16、r1l—l8为滑面滑动可能也进行了稳定验算。计算模型见图2。地震力采用下式计算：S：±：图1左坝肩各结构面赤平投影图g1一层面；2一坡面；3-FI；4一L1；5-L2安全系数采用下式计算：一塑In

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