倾倒变形边坡

 

 

 (一)工程背景

       倾倒变形问题是岩质边坡的一种典型破坏特征,在高边坡开挖过程中一旦出现,往往具有变形量级大(甚至表观变形可以达到数十米量级而不发生整体失稳)、持续时间长(变形可以持续数月乃至数年)和难以控制等特点。图1是智利Chuquicamata露天矿山开挖过程中出现的倾倒变形,1996年坡脚重新开挖过程中,顶部区域变形超过20m。传统数值方法由于无法模拟导致倾倒大变形的复杂岩体结构,因此难以进行倾倒变形边坡的机理研究和深入分析。

 

 图1.某大型露天矿山倾倒变形过程中出现的错台现象

 

 (二)科研成果

       中国某水电高边坡,蓄水期间岸坡变形量达到30m的量级水平。采用3DEC分析了边坡变形机理,通过再现边坡变形特征的方式实现了对边坡变形机理和控制因素的认识,然后利用反映现实特征的数值模型预测了边坡变形发展趋势。并分析了目前条件下和受到地震影响时自然岸坡的稳定性和安全程度、潜在破坏位置和范围等,为是否需要进行工程处理、以及处理范围提供了依据。

 

 图2.3DEC再现蓄水导致的数十米量级的倾倒大变形

 

       图3是苗尾左岸坝肩边坡倾倒变形机理的数值模拟。该边坡由砂岩和板岩互层,自然边坡的强烈倾倒变形主要发生在晚更新世Q3,导致边坡浅层数十米范围内岩体的层面倾角出现显著差异(30°~80°之间变化)。2013年7月边坡开挖过程中,出现的倾倒大变形可以认为是原始倾倒趋于稳定的边坡,受到开挖、降雨导致的坡脚软化,而重新激活倾倒变形。采用的数值模型不但可以再现这类弯曲倾倒变形边坡的复杂岩体结构,而且可以获得与现场一致的变形。

 

 图3.UDEC对弯曲倾倒变形边坡倾倒变形特征的合理描述

公司简介

       浙江中科依泰斯卡岩石工程研发有限公司(英文: HydroChina—ITASCA R&D Center)由华东勘测设计研究院、ITASCA International Inc.

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