水科学与工程技术2019年第3期
3.3平稳区
试件破坏后，声发射事件迅速消失,0°,30°,90°
节理试件的声发射事件累计曲线趋于平稳。
4结语
(1)受节理影响，不同倾角节理试件的应力应变关系有较大差异，这与其不同破坏模式有关。
(2)岩石变形破坏过程中的应力应变关系与其声发射特性一一对应，声发射过程中的撞击数和能量代表试件内部微小结构的破坏数量。
(3)节理试件的破坏模式不同，导致节理试件的声发射特性具有明显的差异。
参考文献:
[1]冶金工业部金属研究所.声发射[M ].北京：科学出版社,
1972.
[2]孙旭曙，李建林，王乐华，等.节理岩体超声测试及单轴压缩试验研究[J ].岩土力学,2014,35(12):3473-
3478,3488.
[3]曹吉胜，戴前伟，马德鹏.预制节理岩体卸荷损伤破坏机
理及声发射特征试验研究[J ].中南大学学报(自然科学版),2018,49(6):1465-1471.
[4]李银平，曾静，陈龙珠，等.含预制裂隙大理岩破坏过程
声发射特征研究[J ].地下空间,2004,24(3):290-293.[5]赵兴东，李元辉，袁瑞甫，等.基于声发射定位的岩石裂纹动态演化过程研究[J ].岩石力学与工程学报,2007,
26(5):944-950.
[6]裴建良，刘建锋，左建平，等.基于声发射定位的自然裂
隙动态演化过程研究[J ].岩石力学与工程学报,2013,32(4):696-704.
[7]赵小平，陈淑芬.基于声发射振幅分布的裂隙岩体破坏演化
过程[J ].岩石力学与工程学报,2015,34(S1):3012-3017.
(责任编辑：尹健婷)
1工程概况
哈拉吐鲁克水库工程是流域规划推荐哈拉吐鲁
克河河上的控制性水利枢纽工程，最大坝高85.5m 。水库具很大的综合利用效益，例如防洪、灌溉、年调节性能等。工程建成后，替代下游灌区调蓄水库工
Dumping causes deformation mechanism and stability
SUN Jian-ming
(Xinjiang BoZhou Ala Shan Kou Water Supply Project Management Office ,Bole 833400,China )
Abstract :Toppling deformation of steeply dipping rock mass is a common geological disaster in nature ,which is harmful to engineering construction.The excavation of two dam shoulder of reservoir dam is mostly bedrock excavation ,which is accompanied by the development of rock mass unloadin
g toppling deformation body.According to the characteristics of the dump deformation body ,the formation mechanism and slope failure mode analysis and stability calculation are analyzed.Key words :dumping deformation ;genetic mechanism ;stability analysis
孙建明
(新疆博州阿拉山口供水工程管理处，新疆博乐833400)
摘要：陡倾产状岩体倾倒变形是自然界常见的一种地质灾害，对工程建设存在一定危害。水库大坝两坝肩开挖，多为基岩开挖，因此伴随着基岩岩体卸荷倾倒变形体发育。根据现场倾倒变形体的特征，进行形成因机制及边坡破坏模式分析和稳定性计算分析。
关键词：倾倒变形体；成因机制；稳定性分析中图分类号:TV5文献标识码:B 文章编号:1672-9900(2019)03-0068-03
DOI :10.19733/jki.1672-9900.2019.03.22
[收稿日期]2019-05-05陈淑芬
[作者简介]孙建明(1965-)，男(汉族)，新疆博乐人，工程师，主要从事水利水电工程建设与管理。E-mail :1656711968@qq
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程，减少水库损失，提高水资源利用效率，可改善流域1.95万hm2灌区灌溉条件。水库为中型Ⅲ等工程，由挡水坝、导流兼冲沙泄洪洞、溢洪道等组成。
水库坝址区河谷右岸局部为高陡斜坡，与陡立的岩体片理呈小角度相交。倾倒弯曲的片理相互间错动并伴有拉裂，使岩体倾倒进而形成不稳定倾倒体。
2右岸坡卸荷倾倒变形体自然组成条件及破坏模式
2.1倾倒体概述
倾倒体位于坝轴线右岸坡，底部位于Ⅳ级阶地后缘，高差73m，顺河宽100~170m。倾倒体厚20~36m，估算方量26.0万m3。倾倒岩体变形后，产状由65°~70°SE∠60°~80°倾倒形变为65°NW∠5°或55°NW∠15°,
倾倒岩体破碎，呈碎块状结构，倾倒体表层片理面张开，多充填有黄粉土。该倾倒体自然坡度34°，
目前处于稳定状态。水库蓄水后，仅坡脚处高45m的局部段浸泡于水下。由于距坝址较近，大坝基坑开挖时可能受影响，致使该倾倒体结构改变，产生局部失稳滑动。
2.2岩体卸荷倾倒变形体自然组成条件
倾倒变形体主要受到主要受到坝址区地形地貌、岩体结构、构造环境影响。
2.2.1构造环境因素[1]
(1)该变形体范围内和周边发育多条EW向及NWW向中、小规模断层和裂隙，有较高的应力环境下，构造作用强烈，顺层片理发育，且主压应力方向平行于变形体主轴线，与目前主河床斜交。(2)长期的河流自然掏刷致变形体“脚部”失稳，较高岩体在自重条件下沿着不利结构面下滑，导致岩体上部或者下部开裂。
2.2.2原始地形地貌的影响
(1)倾倒变形体处边坡走向近东西向，岸坡陡立。在Ⅳ级阶地后期，地壳大幅抬升，河流急速下切,
抬升幅度达50m。垂直坡面发育冲沟，不断侵蚀山体,
并在较大高差的地形条件下，利于卸荷倾倒。(2)地层岩性及结构面的影响。边坡基岩二叠系安山岩，片理走向与边坡呈小角度相交，片理陡倾坡外，顺层片理发育，易造成岩体向主河床方向张裂[2-3]和卸荷倾倒等因素而引起地貌上的改变。(3)自然的地形地貌和主河道的演变对倾倒体形成提供了先决条件，岩体的岩性和发育结构面是
倾倒体形成的内在因素。
2.2.3边坡破坏模式
边坡形成初期，受河流快速下切影响[4]，地形陡峻，岩体自稳能力减弱，表层岩体从上部逐渐崩塌和崩落。随着崩塌的进行，边坡坡度逐渐变缓，当崩塌变形体的自重和下侧的阻碍力相平衡时，该倾倒体基本处于稳定。所以总体上来说，边坡的破坏强度呈逐渐减弱趋势。
3倾倒体稳定性分析评价
3.1稳定性宏观分析
倾倒体表层为二叠系安山岩的碎块体，浅红碎块、碎石，人工可以刨动，下部基岩多呈干砌石状，属碎块状结构，工程性状差。倾倒体表层覆盖的0.3~ 0.5m厚的风积粉土判断，未见有变形迹象，也说明该倾倒体已长时间(Q4以来)处于稳定状态。
3.2稳定性计算分析
针对现场倾倒体发展规模及其内部的节理发育延伸情况，采用刚体极限平衡法稳定性计算公式:
F s=(W cosβ-P b sinβ)tgφ+cL
W sinβ+P b cosβ
式中F s为安全系数;φ为滑面的内摩擦角(°);L为
滑体长度(m);β为结构面倾角(°);P b为地震力,P b= K H,K H为地震系数，根据Ⅶ度烈度确定为0.1。
沿着变形体长轴线方向作为计算剖面，现场倾倒变形体最不利滑动面在下限界面产生，进而影响上部卸荷岩体进行滑裂塌滑。该倾倒体临近坝址，失稳后对坝址附近枢纽建筑物造成危害。根据相关规范和现场变形体的规模，将边坡级别定性为A类一级。考虑到运行期间遇到的最不利工况，且确保安全系数达到规范要求，不同工况稳定性计算如表1。
工区气候较干旱，降雨稀少，计算中不考虑地下水压力的影响。岩体天然状态下抗剪强度取黏聚力C=0.05MPa，摩擦系数f′=0.78；库水作用下取C=0.02 MPa,f′=0.73。岩体天然重度取26.6kN/m3，饱和重度27.0kN/m3。变形体倾滑方向为河谷，阻滑力几乎为
零，如表2。
4变形体稳定评价
水库运行期间，倾倒体在自重及库水的作用下，可能会引起塌滑或蠕动变形[7-8]。倾倒体部分在正常蓄水位以下，突然塌滑可能性较小，即使塌滑后产生库水位涌浪也较小。
5卸荷倾倒变形体的影响及处理建议倾倒体岩石多呈镶嵌碎裂结构，在现状下整体稳定，但依然会产生小规模的塌滑及掉块，对大坝、导流洞进口等水工建筑物的安全构成威胁。将倾倒体全部清除后采取护坡，清理的弃渣可作为后坝坡的填筑料。
6结语
(1)倾倒变形体形成因机制受地形、地层岩性、河流掏刷和结构面影响。
(2)该倾倒体紧临坝址，处理不及时一旦失稳对枢纽建筑物影响巨大。因此，根据倾倒变形体形态、规模、工程地质条件，根据施工期和运行期间可能发生工况进行稳定性计算。
(3)为提高大坝安全储备，需结合大坝右坝肩开挖时，将变形倾倒体进行清除，以免后患[9]。
参考文献院
[1]张正清.N江某水电站左岸倾倒岩体成因分析[J].资源环
境与工程,2015(5):574-577,597.
[2]鲁博，游小伟.某水电站工程1号倾倒变形体成因机制分
析[J].西北水电,2014(5):10-13.
[3]周洪福，聂德新.澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡
成因机制[J].水利水电科技进展,2012(3):48-52. [4]王磊，李滨，冯振.武隆县羊角场镇厚层灰岩山体大型危岩
体破坏模式及成因机制研究[J].地质学报,2015(2):461-471.
[5]张菊明，王思敬.边坡岩体结构的三维失稳形式及稳定性
分析研究[J].工程地质学报,1997(3):242-250. [6]陈健云.复杂环境下倾倒式危岩体的动力稳定性分析[J].
岩石力学与工程学报,2016(8):57-62.
[7]向贤友.下尔呷水电站阿觉利倾倒变形体稳定分析[J].水
电站设计,2015(4):52-54.
[8]马德林，杨绍平.某水电站库区倾倒变形体稳定性研究[J].
四川地质学报,2014(4):599-602.
[9]王志强.乌鲁瓦提水利枢纽工程左坝肩高边坡不稳定岩体
处理[J].水利建设与管理,2010(8):19-21.
(责任编辑：王艳肖)
表1边坡稳定性计算参数
工况荷载组合安全系数持久状况自重+库水 1.30短暂状况自重 1.20偶然状况自重+库水+7度地震 1.10
表2倾倒体边坡稳定性计算结果
计算时期荷载组合抗剪断强度安全
系数
稳定
系数C/MPa f′
目前现状(施工前)
自重0.050.78 1.30 1.08自重+7°地震0.050.78 1.100.91
运行期
自重+库水0.020.73 1.300.85自重+库水+7°地震0.020.73 1.100.70
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