向家壩地下廠房進水口邊坡穩(wěn)定性分析及邊坡加固措施

1、向家壩地下廠房進水口邊坡穩(wěn)定性分析及邊坡加固措施    摘 要：運用波前法進行有限元法求解，對向家壩地下廠房進水口邊坡進行了三維非線性有限元計算分析，對其穩(wěn)定性進行安全評價，并提出相應的邊坡加固措施。關鍵詞：邊坡穩(wěn)定 邊坡開挖 有限元法 邊界條件 邊坡加固一、前言邊坡穩(wěn)定與否在土木工程中是一個非常重要的問題。在開挖的過程中，由于邊坡結構的改變而使其應力狀態(tài)發(fā)生變化，常常會導致邊坡失穩(wěn)。因此預先做好邊坡的穩(wěn)定性分析，并提出有針對性的工程處理措施，是工程順利進行的保證。本文以向家壩地下廠房進水口邊坡為例，通過三維非線性有限元計算分析，對進水口邊坡的整體穩(wěn)定進

2、行安全評價，并提出邊坡加固的工程處理措施。二、邊坡開挖方式和分析方法向家壩地下廠房進水口邊坡開挖方式為分層開挖、逐層開挖逐層加固。計算方法為波前法求解的有限元方法。單元編號時先對非開挖單元進行編號，然后是后開挖的單元，最后才是最先開挖的單元。這樣就保證了在分析每步開挖后的巖體結構時，剩下單元和結點的編號仍然是連續(xù)的，且和初始單元和結點編號一致。三、計算工況及荷載組合本次研究分別對施工期、運行期等多種工況進行計算。計算工況對應的荷載組合如表1所示。計算荷載包括：水荷載(包括地下水和水庫蓄水)、巖體自重、地震荷載、巖錨荷載以及地應力作用等，用A1 A6表示。工況及荷載組合如下表1所示：表1 計算工

3、況及荷載組合計 算 工 況荷 載 組 合庫水位（m）工況1 (施工開挖)A2+ A5工況2 （運行期考慮地震作用）A1+ A2+ A3+ A5380.0工況3 （正常運行）A1+ A2+ A5380.0工況4 （考慮滲流作用）A1+ A2+ A3+ A5+A6380.0工況5 （運行采取加固措施）A1 +A2 +A4 +A5380.0A1水荷載；A2結構自重；A3地震荷載； A4巖錨荷載；A5地應力作用；A6滲透力作用。四、邊界條件和計算假設（一）邊界條件：(1) 在X方向的邊界上，采用約束X方向位移；(2) 在Y 方向的邊界上，采用約束Y方向位移； (3) 在Z=60.0平面上，采用約束Z方向位移；（二）計算假定：(1) 在進水口邊坡面上低于相應水位的節(jié)點滿足第一類邊界條件，即滿足滲流分析中的Dirichlet條件，故取固定水頭，其值為相應的水位值； (2) 在Z=60.0平面上，采用隔水層邊界；五、計算成果1工況1計算結果（1）位移計算成果邊坡坡面上最大回彈位移為9.85mm，位于號機縱剖面附近。引水隧洞進水口底板處出現整個開挖面位移最大位置，其最大值達到20.08mm。（2）應力計算成果進水口邊坡坡面部分區(qū)域第一主應力出現拉應力，在軟弱夾層處出現0.851.08MPa的較大拉應力，其它部位拉應力很小或無拉應力。邊坡