巖體現場大型變形試驗及工程應用——以向家壩水電站左岸破碎帶為研究對象.pdf

1、向家壩水電站壩址所在地區(qū)巖性構造極為復雜,其中左岸揭露擠壓破碎帶規(guī)模大,厚度多在10m以上,最大可達50余m,性狀較差,產狀平緩,在河床較多壩段均有分布,鑒于規(guī)模、性狀及分布位置,該擠壓破碎帶對工程影響巨大,如果不能正確評價擠壓帶的力學參數及利用性,將直接影響施工處理措施,甚至影響對未來混凝土重力壩及相關設施的安全運營。而根據現場調查及試驗結果,擠壓破碎帶受開挖、爆破影響大,暴露條件下松弛嚴重,規(guī)范規(guī)定的常規(guī)現場變形試驗方法獲得的變形模

2、量極低,無法獲得原位條件下破碎帶的變形參數,使評價破碎帶可利用性、準確獲得置換及保留質差巖體空間位置等方面遇到了巨大難題和挑戰(zhàn),成果直接關系向家壩水電站這一世界級工程的成敗。有鑒于此,論文開展了現場特大型變形試驗儀器研制、蓋層條件下變形模量計算公式推導等方面的研究,主要取得了以下成果:
　　 (1)在現場開挖壩基詳細調查、測量的基礎上,結合前期勘探資料揭露成果,通過建立三維空間模型,準確獲得了左岸擠壓破碎帶空間發(fā)育特征,準確確定

3、了破碎帶在開挖壩基中的出露位置及建基面以下分布位置。
　　 (2)通過現場調查及試驗結果,確定了左岸擠壓破碎帶的組成物質、性狀、結構特征等基本要素,為評價破碎帶力學參數奠定了基礎。
　　 (3)針對開挖揭露的破碎帶開展了規(guī)范規(guī)定的常規(guī)剛性承壓板法現場變形試驗,揭露了破碎帶改變賦存環(huán)境條件下松弛嚴重、模量低的特征,以常規(guī)試驗方法難以獲得原位條件下破碎帶的變形參數。
　　 (4)以水利水電工程巖石試驗規(guī)程中規(guī)定的現場

4、剛性承壓板法變形試驗為基本理論依據,開展了現場特大型變形試驗儀器的設計,設計的儀器可在現場開展承壓板面積5000cm2,最大出力450噸的變形試驗。
　　 (5)為了確保較為準確的獲得破碎帶原位條件下的變形模量,在現場開展特大型變形試驗過程中,應在破碎帶上部保留一定厚度的蓋層予以保護,防止破碎帶發(fā)生松弛導致獲得的變形模量失真,論文根據彈性力學理論,推導了蓋層條件下破碎帶變形模量計算的理論公式。
　　 (6)利用設計的儀器