水—巖相互作用機理及其對庫岸邊坡穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、水-巖作用造成的巖土體強度劣化及水力學效應一直被認為是水庫岸坡穩(wěn)定性降低的兩個因素。在三峽工程竣工后,庫水每年都將按調度計劃在145m的防洪水位和175m的蓄水發(fā)電水位之間或緩慢或快速的升降。那么,庫岸邊坡巖土體將受到庫水“飽水-風干”水-巖循環(huán)作用造成巖性劣化,進而對坡體穩(wěn)定性構成嚴重的危害。隨著三峽工程計劃竣工日期的日漸臨近,這方面的研究顯得愈加迫切。本文以室內試驗為基礎,應用多學科知識及研究成果,從試驗研究、理論分析、數(shù)值分析方法

2、等多方面對岸坡巖體受庫水“飽水-風干”水-巖循環(huán)作用劣化而給庫岸邊坡體穩(wěn)定性造成的影響進行了較為系統(tǒng)地分析研究,探討了巖體水-巖作用劣化規(guī)律以及庫岸邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律。得到了如下主要結論:(1)水-巖作用對巖體強度的影響顯著。試驗表明,巖石在水-巖循環(huán)作用前期,水-巖作用造成巖石的物理、化學損傷效應較大,粘聚力、內摩擦角受之影響明顯。隨著作用次數(shù)的增加,作用時間的延長,水-巖作用給巖石造成的物理、化學損傷效應減小,粘聚力、內摩擦角受影響

3、減小,其變化趨于平緩。(2)在試驗得出的巖體水-巖作用劣化規(guī)律的基礎上,運用斷裂力學理論,推導出了含水并存在水壓力的裂隙巖體的斷裂強度準則。該準則表明,水通過靜水壓力(γWH)或動水壓力(γWJ)的力學作用直接削弱著裂隙巖體的斷裂強度,裂隙巖體的斷裂強度與靜或動水壓力成線性關系。水對裂隙巖體的物理、化學損傷造成的力學強度參數(shù)(c、φ)的降低,也間接地削弱著裂隙巖體的斷裂強度。(3)從降雨和庫水漲落兩方面分析了水-巖作用對庫岸邊坡穩(wěn)定性的

4、影響。分析表明:①降雨(特別是特大暴雨)導致的巖土體強度降低、地下水位抬高、岸坡內裂隙和孔隙水壓力加大、巖體裂隙間摩擦力的減小,對岸坡穩(wěn)定性構成極大危害。岸坡失穩(wěn)與降雨量、降雨強度、降雨歷時及降雨形式存在著密切而有規(guī)律的關系。②庫水周期升降造成的岸坡巖土體性質劣化、動水壓力與靜水壓力效應、沖刷作用與浪蝕作用等也對岸坡的穩(wěn)定性構成極大危害影響,出現(xiàn)崩塌和滑坡、古滑坡復活滑動、巖溶塌陷、以及沖蝕、磨蝕作用下土質及粘土巖質岸坡的岸線后退等破壞