大型水电站水文站滑坡稳定性三维数值模拟分析

本文以某水电站滑坡为例,简述了场地地形地貌特征,对其极限平衡稳定性进行多种工况计算,提出了必要的支护措施。

建立水电站进水前池内流动的k-ε紊流数值模型,采用vof方法,对高水头小流量引水式电站进水前池内流场进行了三维数值模拟。计算得出了冲击式水轮机在引用设计流量1.94m3/s时前池内水流流态,底板压力分布,及压力钢管进口流速分布以及在针阀突然关闭时,前池内水面涌高时水面线形状。数值计算结果结合常规理论分析可以为工程设计提供参考。

以某水电站ⅰ号滑坡为研究对象,在基本掌握该滑坡自然地质环境条件及滑坡基本特征的基础上,分析了滑坡的成因机制,并采用有限元强度折减法和刚体极限平衡法评价了各种工况下滑坡的稳定性。结果表明：该滑坡在天然条件下处于稳定状态;电站蓄水后,滑坡的稳定系数明显降低,在暴雨和地震工况下,该滑坡均处于不稳定状态。

茨哈峡水电站ⅳ#滑坡位于下坝址左岸,给下坝址的选择及工程布置带来严重影响。通过阐述滑坡区地质背景及滑坡工程地质特征,分析了滑坡的形成机制,在对滑带土参数进行试验分析的基础上,评价了不同工况条件下滑坡的稳定性,并进行了滑坡因素的敏感性分析。结果表明,滑坡在天然条件下处于稳定状态,在其他条件下处于极限稳定或失稳状态,影响滑坡稳定的主要因素是摩擦系数,其次是内聚力的影响。

利用标准k-ε双方程湍流模型,采用vof法追踪自由水面,应用瞬态piso算法求解压力速度耦合的方法,采用结构化网格并在溢流坝顶进行网格加密,模拟计算了七孔溢洪道流场的三维水力特性,得到了设计工况的泄流能力、水面曲线、速度场。通过物理模型试验验证,两者结果吻合较好。

某水电站工程,采用adina软件对某水电站进行了三维有限元分析,建立了某水电站整体的三维有限元模型,分别对6种工况进行计算分析,得出不同工况下的位移场、应力场、塑性区分布以及边坡整体安全系数等。

三维数值模拟在边坡稳定性分析中的应用——结合云南溪洛渡水电站专用线典型边坡工程，探讨和构建了复杂岩堆体的三维计算模型，讨论了其岩土指标取值和计算参数，运用三维快速拉格朗日差分法软件flac3d对复杂岩堆体k35段边坡进行了三维数值模拟计算，并将计算结...

结合云南溪洛渡水电站专用线典型边坡工程,探讨和构建了复杂岩堆体的三维计算模型,讨论了其岩土指标取值和计算参数,运用三维快速拉格朗日差分法软件flac3d对复杂岩堆体k35段边坡进行了三维数值模拟计算,并将计算结果进行了后处理分析。根据计算结果系统分析了k35段边坡在削坡及挡土墙加固后的稳定性,给出了溪洛渡水电站专用线该段边坡稳定性的安全评价及处理意见。

在水电站大坝计算中,坝基深层抗滑稳定问题是决定工程成败的决定因素之一,对水电站安全运行至关重要。针对某大型水电站典型坝段坝基岩体的正常蓄水位工况,采用强度折减方法进行抗滑稳定性分析。计算结果表明:以弹塑性计算不收敛为失稳判据得到的安全系数为2.70,以塑性区贯通和关键点位移突变作为失稳判据得到的安全系数为2.50;并且,坝踵与坝趾特征点位移计算值均指向下游方向,表明坝体有向下滑动的趋势。综合上述分析结果,该坝段在正常蓄水位工况下的整体安全系数应该为2.50左右,无法满足正常工况下3.0的安全度要求,必须对该坝段进行加固处理。

滑坡位于四川省甘孜州境内某水电站10#支洞口下部,该滑坡处于变形加剧状态,因此对其形成机制及稳定性进行分析就显得尤为重要。分析表明:该滑坡形成机制属于滑移-拉裂式,目前处于极限平衡状态,受暴雨或地震影响就很可能发生整体破坏。

杨大沟滑坡位于汉江左岸,上游侧紧邻旬阳水电站坝址区,g316国道从滑坡前缘经过,其稳定性对旬阳电站正常运行、泄洪及g316国道的正常运行具有重要影响.本文分析了该滑坡基本特征及成因、变形破坏机制,通过试验提出了滑带物理力学参数,并进行稳定性评价.结论是滑坡处于整体稳定状态.

在通过综合勘察手段查清滑坡体的空间形态、滑床面的起伏状况及力学参数的前提下,拟定各种工况,分别采用了极限平衡法和弹塑性有限元法对该滑坡体的稳定性进行了分析,确定了相关处理措施。

孤山水电站混凝土生产系统场地位于一老滑坡体上,因场地平整施工滑坡出现重大变形险情,对工程建设构成严重危害。通过对场地工程地质特征和变形机制的系统研究,认为滑坡变形的主要诱因是前缘切脚的不当施工开挖活动。场平开挖已将滑坡肢解为东区、中部区和西区3大部分,滑坡变形对西区整体稳定影响较大,对东区和中部区的整体稳定影响较小,针对各区滑坡变形特征采取了应急工程处理。险情处理后,结合开挖现状和变形特征开展滑坡不同工况下的稳定性分区评价,结果表明:在天然状态下,除了滑坡东部(2)号变形体区域和滑坡西区仍不稳定外,其余部位处于基本稳定-稳定状态；在暴雨或久雨条件下,滑坡欠稳定-不稳定。为保证工程安全,滑坡需要进行工程治理。

蔺河口水电站垭口滑坡稳定性分析——垭口滑坡是蔺河口水电站工程主要问题之一．其稳定与否直接关系到工程安全运行及正常蓄水位的确定．采用极限平衡推力传递系数法和萨尔玛法对垭口滑坡的稳定性进行了分析．结论较为合理、可靠。　　

汉坪咀水电站汉坪坝滑坡稳定性分析——汉坪咀滑坡基本特征及滑坡的成因、变形破坏机制，通过试验分析提出了滑带物理力学参数，并进行稳定性评价。结论是该滑坡虽然距坝近，规模大，但稳定性良好，对水电站的安全运行不构成威胁。　　

为研究乌东德水电站大村滑坡群的稳定性,运用自然历史分析法和工程地质类比法,讨论了滑坡的破坏机理,认为该滑坡群的形成和发展是地质构造、地形、鲹鱼河下蚀和暴雨等综合作用的结果。运用极限平衡理论中的传递系数法,对其中一典型滑坡在天然状态和暴雨状态2种工况下的稳定性进行了综合分析和评价。结果表明,天然状态下滑体稳定性较好;暴雨状态下滑体处于极限平衡状态。针对该滑坡的实际情况,提出了在滑坡内开展变形监测工作的建议措施。

以西南地区正在建设中的某大型水电站近坝库段一古滑坡体为例,在宏观地质判断的基础上,对该古滑坡进行了稳定性分析。分析表明,该古滑坡目前处于稳定,在380m蓄水期和450m施工期间稳定性也较好。当600m蓄水并考虑地震工况后,在滑坡的局部地方将发生滑动,但由于在蓄水后,滑坡不具备整体高速下滑的条件,滑坡大部分物质已被库水淹没,滑动物质的势能将非常低,因此对工程不会有大的影响。

本文结合工程建设需要,对某水电站料场岩质边坡开挖过程中的稳定性问题进行了三维数值模拟,并对开挖过程中的应力状态、位移变形、塑性分布、点安全系数等进行了跟踪分析,得出边坡天然开挖过程中整体稳定,为该工程边坡设计和施工提供了科学的依据。

在岩体结构模型概化的基础上,采用三维有限元数值分析方法,系统研究了澜沧江某大型水电站大跨度、高边墙地下洞室群开挖完成后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征。总结了地下洞室群围岩应力、变形和破坏区的分布特征和变化规律,为洞室群稳定性评价和工程施工设计提供了基础资料和参考依据。

通过对大屋基滑坡基本特征及形成机制的研究，宏观地分析了该滑坡现今的整体稳定程度，并利用计算机采用５种不同的稳定计算法，对滑坡萃水前后的整体稳定性进行验算与评价，从而为滑坡整提供可靠依据。

红层岩体以其岩体结构的软硬相间及软弱夹层发育而在边坡稳定方面表现为\"易滑地层\"。瓦屋山水电站厂房区边坡为顺向坡,砂岩类岩石与黏土岩类岩石呈缓倾、互层状(倾角10°~20°)产出。构造与表生改造作用下,在这两类软硬相间的岩石界面上常形成分布较为连续的软弱夹层,这类岩体较易沿软弱夹层产生顺层滑动。地质历史时期,瓦屋山厂房区就是在这样的地质背景下,形成了多个古滑坡体,如颜湾和庙子岩古滑坡,它们在自然状态下已基本稳定。随后因风化剥蚀等作用,古滑坡体形态被改变或被来自后缘斜坡的坡残积层所掩埋,使其在勘察期间难以被发现。庙子岩滑坡即是这样一个被掩埋的古滑坡体坡,施工开挖过程中,由于切脚及降雨作用,使其重新滑动复活。本文以反复剪试验得到的滑动面抗剪参数,采用边坡稳定极限分析能量法(energymethodupperbaondlimitanalysis),简称emu法,对庙子岩古滑坡在各种工况下的稳定作了计算,并据其结果采取了相应的抗滑处理。本文可作为红层岩体地区该类型滑坡勘察和工程处理设计的参考。

通过调查某水电站厂区的工程地质条件,本文分析了该水电站堆积体的物质组成、结构分布特征和影响崩坡积体稳定性的主要因素。在此基础上,定性分析了该崩坡积体的稳定性。最后,通过geo-slope软件定量分析了该崩坡积体在运营期间不同工况下的稳定性。结果表明,在天然状态和蓄水工况下该崩坡积体是稳定的,但在暴雨及蓄水+暴雨工况下,该崩坡积体的稳定性则较低。