锦屏一级水电站双曲拱坝左岸拱肩槽边坡稳定性分析

锦屏一级水电站双曲拱坝左岸拱肩槽边坡稳定性分析(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位䌓水利水电工程系工程领域：水利工程申请人：程晓攀指导教师：徐艳杰副教授联合指导教师：何金荣教授二○一五年十一月 ResearchontheHighSlopeStabilityoftheLeftSpandrelGrooveofJINPINGHydropowerStationⅠThesisSubmittedtoTsinghuaUniversity䭒npartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringbyChengXiaopan(HydraulicEngineering)ThesisSupervisor:AssociateProfessorXuYanjieAssociateSupervisor:ProfessorHeJinrongNovember,2015 摘要锦屏一级水电站是我国建设在雅砻江流域上的控制性水电站。该水电站已建成高达305米的双曲拱坝，坝址区地形地质条件复杂，大坝左岸拱肩槽部位谷坡高陡，相对高差达1000-1700米，坡度50º-90º，开挖和支护施工难度大，大坝左岸拱肩槽边坡是否稳定，对工程的成败至关重要其拱肩槽的安全稳定性至关重要。本论文对锦屏一级水电站左岸拱肩槽的稳定性作出了详细的分析。本论文首先研究了锦屏一级水电站坝址区的地质环境基本特征，然后，对坝址区河谷岸坡的基本特征作出了深入分析，重点研究了EL.1635m，EL.1675m，EL.1715m，EL.1755m这四个典型剖面，根据拱肩槽边坡的坡比，采用有限元数值模拟法和极限平衡法进行稳定性评价。在有限元数值模拟法中，本论文采用日本软脑株式会社开发的２Ｄ-σ有限元计算软件，将输入的工学数据转换成分析用的有限元数据，得出开挖剖面的变形，载荷，应力分布，位移分布，应力等值线和破坏接近度等重要的参数图样指标。极限平衡法则是用软件模拟边坡中可能滑移块体在天然状况，暴雨，地震，暴雨加地震这四种工况下的极限平衡分析计算。本论文对各剖面各块体进行总结，综合分析和评价各剖面的稳定性，并得出主要结论和建议。结论认为：锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽上游边坡基本稳定，部分开挖边坡距离f5断层比较近，或是受到了f2断层的控制，其整体稳定性较差。本论文建议在重要部位附近开挖边坡时，应采取边施工边锚索加固及时处理的施工工序，并应清除或锚索加固部分边坡，并应对可能滑移面进行防渗排水处理，作好铺盖防渗。最后，本论文将锦屏一级水电站实际施工过程中的边坡处理措施和最终坝基开挖完成后的开挖支护质量评价和评定成果、边坡安全监测结果与本论文分析成果和相关的建议进行对比，反映出本论文中的分析方法是有效的，佐证了研究结论的正确性和建议的可用性。鉴于当前中国西部地区高拱坝建设如火如荼地在进行，本论文的研究不仅可以从特定的角度验证锦屏一级水电站复杂地质条件下高陡边坡施工过程的一些技术分析，还将为未来的类似工程和相关工程积累资料和提供参考，具有现实意义，此研究成果在我国西部未来的水电开发建设中具有一定的应用前景。关键词：锦屏一级水电站；拱肩槽；边坡稳定性；有限元分析；极限平衡分析I AbstractJinpingHydropowerStationⅠisacontrolledpowerstationintheYalongRi-vervalley,Thehyperbolicarchdamwillbebuiltupto305meters.Theterraina-ndgeologicalconditionsofthedamareaiscomplicated,therelativeelevationisabout1000-1700meters,theslopeisabout50degreesto90degrees,Thesecurityandstabilityofspandreltroughiscrucial.Therewillbeadetailedanalysisonthestabilityofleftspandrelgrooveinthispaper,Firstofall，theba-siccharacteristicsofgeologicalenvironmentonJinpingHydropowerStationDa-mAreaisdiscussed,DamAreawhichcalledJinpingshanareahasthefaultsmo-redevelopment.Thenanindepthanalysisonthebasicfeaturesofthedamvalle-yslopeismade.PutthefocusedonEL.1635m,EL.1675m,EL.1715m,EL.1755-mthesefourtypicalpr-ofiles,aspandrelgroovesloperatioandslopestabilityassessmentmethodisgiven：Numericalsimulationandlimitequilibrium.Innume-ricalsimulation,usingthe2D-σfiniteelementsoftwarewhichismadebyJapan-esesoftbraindevelopmentLtd.,Divertinputdataintothefiniteelementdataa-s：drawnexcavationprofiledeformation,load,stressdistribution,displacementdi-stribution,stresscontoursanddestructionproximity,andotherimportantdesignparametersindicators.Limitbalancelawisusedattheblockwhereslopemaysl-ipinthenaturalstate,heavyrains,earthquakes,Rainstormplusseismicstabilityofthecondition.Finally,thecomprehensiveanalysisandevaluationonstabilityofalltheprofile,andgetthemainconclusionsandrecommendations.Finally,C-ombinedwiththedamsafetymonitoringresultsofJinpingHydropowerStationⅠ,ithasprovedthattheanalysismethodiscorrect,andtosomeextent,i-nviewofthecurrentconstructionofhigharchdaminthewesternregi-onofChina,thispapercannotonlyverifytheJinpingHydropowerStatio-nⅠbutalsoprovidereferenceforsimilarprojectsinthefuture.Keywords:JinpingHydropowerStationⅠ；spandrelgroove；slopestability；finiteelementanalysis；limitequilibriumanalysisII 目录第1章引言...................................................11.1锦屏一级水电站所在地---雅砻江水能资源简介...............11.2锦屏一级水电站简介......................................11.3选题意义................................................11.4历史上边坡稳定分析进展概述..............................21.4.11960年以前研究概述..................................21.4.21960年-1970年研究概述..............................21.4.31980年-1990年研究概述..............................31.4.41990年-2000年研究概述..............................31.5目前学界研究技术简介....................................41.6主要研究内容............................................41.7采用的基本研究方法......................................51.7.1基础资料的搜集和分析整理............................51.7.2典型剖面的有限元建模................................51.7.3典型剖面的应力-形变场分析...........................51.7.4典型剖面的极限平衡分析..............................51.7.5边坡稳定安全综合评价和坝肩处理措施..................5第2章地质环境基本特征.......................................72.1自然地理环境............................................72.2坝址区地质构造活动......................................72.3坝址区拱肩槽边坡地质特性................................7第3章拱肩槽边坡的稳定性评价方法.............................93.1刚体极限平衡法..........................................93.2软件数值模拟法..........................................9第4章有限元数值模拟分析....................................104.1有限元方法简介.........................................104.22D-σ有限元计算软件简介................................104.32D-σ有限元计算软件运用任务与方案......................104.4模型概化...............................................104.4.1几何特征...........................................114.4.2结构特征...........................................11III 4.4.3物理力学参数.......................................114.4.4边界条件...........................................114.4.5EL.1635m剖面计算结果分析...........................124.4.6EL.1675m剖面计算结果分析...........................194.4.7EL.1715m剖面计算结果分析...........................254.4.8EL.1755m剖面计算结果分析...........................314.4.9小结...............................................37第5章极限平衡计算分析......................................385.1极限平衡计算简介.......................................385.2计算方案与工况.........................................385.2.1计算方案...........................................385.2.2计算工况...........................................415.3计算结果...............................................415.3.1EL.1635m剖面计算结果...............................415.3.2EL.1675m剖面计算结果...............................415.3.3EL.1715m剖面计算结果...............................415.3.4EL.1755m剖面计算结果...............................425.4计算小结...............................................425.5相关建议...............................................43第6章研究成果与实际施工措施、监测结论对比分析..............446.1实际开挖支护施工过程简介...............................446.1.1F2断层地质情况及处理方式...........................456.1.2F5断层及拱肩槽开挖至EL.1815m高程范围处理情况......466.1.3锚喷支护施工.......................................466.1.4锚索施工...........................................476.2左岸边坡拱肩槽施工实际监测结论.........................476.2.1开挖支护施工质量评价...............................476.2.2安全监测成果评价...................................49第7章结论..................................................57参考文献......................................................58致谢........................................................60声明........................................................61个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果....................62IV 第1章引言1.1锦屏一级水电站所在地---雅砻江水能资源简介锦屏一级水电站建在雅砻江上。雅砻江为金沙江水系中最大的一条支流，河源位于青海省的巴颜喀拉山，由石渠尼达坎多向南径流，纵贯川西高原，在攀枝花汇进金沙江。雅砻江长度为1571公里，拥有3830米落差，年径流量达到596亿立方米，流域面积13.6万平方公里。雅砻江可开发装机容量超过3000万千瓦，总库容系数为0.32，规划的22座梯级电站大中小装机规模相结合，水库调节性能良好。1.2锦屏一级水电站简介锦屏一级水电站，坝址位于四川木里和盐源两县的交界处，属于雅砻江流域的核心水电站，总库容达到77.6亿立方米。水电站共布置6台机组，总装机规模达到330万千瓦，多年平均年发电量达到166.2亿千瓦时。2005年9月8日锦屏一级水电站通过核准；同年11月12日开工建设；2006年9月开始开挖大坝边坡；同年12月4日完成大江截流；2009年8月20日大坝边坡开挖至坝基建基面EL.1580m高程，大坝建基面锚杆支护至EL.1580m；2009年10月23日开始大坝浇筑；2012年9月4日通过中国水电顾问集团组织的导流洞下闸蓄水安全鉴定；2012年11月底导流洞下闸蓄水；2013年8月30日，锦屏一级水电站首批两台60万千瓦的机组投产发电；2013年12月23日，大坝全线浇筑到顶高程；2014年7月12日，随着最后一台机组正式投产运行，至此锦屏一级水电站6台60万千瓦机组全部投产；2014年8月24日，锦屏一级水电站蓄水至正常蓄水位EL.1880m，枢纽工程正式投入运行。蓄水至正常蓄水位后，通过近两周对枢纽工程、近坝库岸边坡等各部位安全监测数据资料进行全面分析、反馈说明：锦屏一级水电站各项监测数据均在设计要求的范围之内，枢纽工程、库岸边坡均保持稳定。1.3选题意义选题意义：锦屏一级水电站是雅砻江干流上重要的梯级电站，有的世界第一高拱坝，达305米，其拱肩槽部位谷坡高陡，相对高差达1000-1700米，坡度50º-90º，开挖和支护施工难度大，左岸拱肩槽边坡是否稳定，对工程的成败至关重1 要，本文对此进行研究，结论与实际施工措施、监测成果进行对比，吻合度高，可以对后续高坝高边坡水电项目建设提供参考。本文利用现代水利水电工程高边坡稳定性分析、计算和评价的技术手段和工程边坡稳定性分析的常用软件，组织研究方法和思路，体现综合运用所学的理论知识解决实际工程问题的独立工作能力和分析问题的能力。本文运用水利水电工程建设中双曲拱坝拱肩槽边坡岩体稳定性分析评价手段，通过数值模拟分析和稳定性计算的极限平衡分析方法和技术、岩体稳定性分析常用软件得出研究结论。1.4历史上边坡稳定分析进展概述实际上，对于各类边坡稳定性的研究开始自对滑坡现象的认识发展，学者对崩塌和滑坡等各类灾害的研究成果颇丰，认识的深度已经超过了对人工边坡和自然边坡所开展的研究。从上世纪中叶开始至2000年，长达50年以来，来自国内外的大批学者对各类高边坡的稳定问题进行了十分广泛并且成果显著的研究，不止在理论上，而且在实践上都取得了较大的进展。总结来看，这50年左右的研究大致分为了四个历史阶段:1.4.11960年以前研究概述在1960年以前，学者尤其重视边坡类型的划分，在评价边坡稳定性的过程中，广泛地采用了地质历史分析法以及工程地质类比法，在那个年代，纯地质认识占用了相关专业学者的绝大部分精力。1.4.21960年-1970年研究概述1960年-1970年之间，来自于英国的霍克（Hock）教授针对自然边坡的稳定性，开展了系统研究和总结，《RockSlopeEngineering》就是这个阶段他出版的具有代表性的专著。同一时期，我国的学者也针对地下工程和高边坡工程的稳定性提出了大量重要的方法和理论，其中最具有代表性的则是由孙广忠教授提出的“岩体结构控制理论”和王士天教授、张悼元教授以及王兰生等教授联合提出的“地质过程的机制分析一定量评价方法”。孙广忠教授的理论认为:所谓岩体变形，实际是结构面变形与结构体变形的综合效应，所谓岩体破坏，则是指岩体变形发展到了一定阶段以后，导致材料结构重组的一种普遍性现象，决定岩体的力学性质的因素不外乎有三个，即：一、环境因素力学效应，二、岩体材料的力学性质，三、岩体结构的力学效应，三者共同作用才有意义。王士天教授、张悼元教授以及王兰生等2 教授的理论认为:任何的边坡的演化都有其内在的形成、发展以及消亡的漫长历史过程。如果想从地质历史的观点来研究各类边坡的稳定性，并且研究它的变形破坏机理；则必须在这个基础上，广泛地运用数学力学和岩体力学、测试试验技术以及计算机科学技术，全过程地模拟地质体的演变过程，从而对边坡稳定性进行评价和预测，在初步定性认识的基础上，进行深入的定量分析，这已经成为岩质高边坡稳定分析技术发展的长期趋势。1.4.31980年-1990年研究概述1980年-1990年，Saram方法出现，它尤其侧重于研究边坡稳定性，学者还依据了物理模拟和数值模拟的手段，比如基于连续介质的各类数值模型方法，如边界元法、针对弹塑性和粘弹性模型的、弹性模型的、粘弹塑性模型的有限元法等；还有基于非连续介质的各类数值模拟方法:比如块体理论和离散元(DEM)等各种分析模拟的手段，在以上这些科学的、系统的方法的引导之下，人们对于边坡地质体的内部应力状态、影响稳定性的因素、存在环境以及变形破坏机制等因素都进行了深入的研究，认识和理解变得更为全面和深化。综合来讲，1980年-1990年这一时期是历史上边坡稳定性研究各个时段中发展较快的年代。特别要指出的是，在1985年，科学家Romana创造性地提出了SMR(SlopeMassRating)边坡分类系统，此系统是在RMR(RockMassRating)系统的基础之上，由几个依赖于结构面的参数，比如边坡破坏模式、边坡开挖方法和边坡面产状关系等，创造出的预测和评价边坡岩体质量的方法。此种分类方法可以直接依据岩体质量分级的结果来在宏观意义上直接评价边坡的稳定性，同时还可以明确边坡的破坏类型，提出边坡加固的方法，在岩质边坡的稳定性研究中，这种方法得到了大范围的应用和推广。1.4.41990年-2000年研究概述1990年-2000年，伴随非线性科学、系统科学以及计算机技术的进一步发展和普及，学者将研究的重点方向从单一的专题边坡研究转移到了系统性的边坡工程研究上面来，他们更加重视系统性边坡工程的理论与实践研究，用一套完善的研究分析方法以及科学体系对边坡稳定性进行评价和分析。基于原型地质研究调查，对地质体进行数值模拟以及物理模拟，针对反倾向边坡和层状结构、块体结构等不同的地质力学模式，其边坡稳定性评价方法和分析方法也变得更加完善，这一十年之间，我国的孙东亚教授和杜伯辉教授等学者创新地提出CSMR体系，此体系包含了结构面条件修正，对于边坡岩体质量各类分级的方法是一个极大的补充和3 完善。1.5目前学界研究技术简介进入21世纪以来，国内外对高拱坝拱肩槽边坡稳定性研究综合了地质、岩石力学、数字模拟、现代测试及计算机模拟等技术。例如：（一）西安理工大学岩土工程研究所和中国科学院冻土工程国家重点实验室的老师对锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡稳定性进行了研究，应用FINAL，采用特有的接触界面单元模拟潜在滑动面和特殊的模拟预应力锚索，对锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡潜在不稳定块体进行稳定性分析和加固措施研究，发现梁山脊在拱肩槽开挖后将产生进一步的卸荷松弛。（二）成都勘测设计院购买了Autodesk公司的土木解决方案软件Civil3D，利用该软件，通过已有数据方便而准确地建立了坝肩开挖三维模型，在此基础上展开开挖设计研究。（三）成都理工大学的黄润秋、严明老师与吉林大学的薛翊国、陈剑平老师采用3D-σ数值模拟方法研究和论证锦屏一级水电站拱肩槽边坡的稳定性。重点对坝址区河谷形成过程中河谷应力场进行了模拟分析，对河谷现今应力场进行了拟合分析并对拱肩槽边坡在开挖过程中和开挖后的应力、应变场特征和演化规律进行了三维有限元分析，为边坡的开挖设计和施工提供了科学依据。1.6主要研究内容本文主要是研究锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡的稳定性。具体研究内容为：（一）全面收集勘测设计所得的大量原始资料，分析研究这些资料，得到拱肩槽边坡径向剖面图，为研究工作提供岩体结构依据。根据与地质情况相符合的地形图收集相应的水工布置图，并根据地形图收集拱肩槽的径向剖面图4张，位置图一张。（二）根据勘测设计部门大量室内试验成果及大量已有工程的类比，分析确定研究对象的物理力学参数。建立地质力学模型。（三）进行拱肩槽边坡四个典型断面的有限元数值模拟分析计算，进行相应的应力形变场分析，以揭示拱肩槽边坡典型剖面应力-形变场特征，为其稳定性分析评价提供定量依据。（四）作出该4个典型剖面在天然、暴雨、地震,以及暴雨加地震极端恶劣条件这四种工况下的极限平衡分析计算。4 （五）根据上述分析结果，对拱肩槽边坡稳定进行全面的分析，在此基础上提出双曲高拱坝拱肩槽边坡的处理措施建议，与实际边坡监测结果进行对比。1.7采用的基本研究方法本文运用日本软脑株式会社开发的2D-σ软件进行有限元数值分析，同时使用极限平衡分析等现代水利水电工程边坡稳定性分析的技术和方法，对锦屏一级水电站坝址区左岸拱肩槽边坡整体稳定性作出符合实际的评价。本论文采用的技术路线为：1.7.1基础资料的搜集和分析整理全面搜集、熟悉、分析锦屏一级水电站已有基础资料，进行工程地质分析及地质类比分析，对地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体的结构和力学特性进行实地考察，为设计做好准备。1.7.2典型剖面的有限元建模选取锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽边坡EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m四个典型剖面，用2D-σ有限元分析方法对研究对象的地形条件、几何特性、边坡岩体的结构特征和地质环境条件、物理力学特征和参数、边界条件、本构关系等进行确定，建立几何模型进行分析。1.7.3典型剖面的应力-形变场分析将已知的条件标注于锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽边坡几何模型上，并由有限元分析方法得出拱肩槽岩体的应力场，再对应力形变场进行数值模拟分析研究。1.7.4典型剖面的极限平衡分析根据前面的物理模型，用极限平衡方法，计算锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽边坡EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m四个典型剖面在自然、暴雨、地震以及暴雨加地震四种工况下的稳定性分析计算，并判断是否满足稳定要求；如不满足要求时，要得出采用何种手段来解决这个实际的问题。1.7.5边坡稳定安全综合评价和坝肩处理措施通过对锦屏一级水电站大坝左岸拱间槽边坡的4条径向剖面的逐一分析，对其稳定性得出相关综合评价，给出锦屏一级水电站坝肩处理措施以及施工程序方面的建议。结合锦屏一级水电站实际边坡监测结果和实际实施边坡处理措施进行对5 比，体现对未来高坝高边坡水利水电工程的借鉴意义。6 第2章地质环境基本特征2.1自然地理环境锦屏一级水电站位于著名的锦屏大河湾上。雅砻江由北向南至小金河口，受锦屏山阻挡，折向东北，在九龙河口附近又骤然向南流，切出了一条优美的曲线，形成长达150公里的大河湾，湾道颈部最短距离仅16公里，落差竟达312米，是获取水能的极佳位置。可以说锦屏一级水电站的自然地理环境是得天独厚的。2.2坝址区地质构造活动与锦屏一级水电站坝址区构造密切相关的大陆造山阶段的构造活动简述如下：锦屏山-木里大陆边缘弧形造山带形成于印支期---燕山期---喜山期，它与北西部的NNW向的甘孜---理塘造山带近于正交，是板块碰撞主应力场派生的区域应力场形成的“派生”造山带。锦屏山大陆边缘裂谷受箐河---金河断裂及马头山断裂，锦屏山---小金河断裂的控制，大陆边缘历史结束于晚三叠世；锦屏山冲断推覆带和韧性剪切带形成于燕山晚期---喜山期，其时代明显晚于三江古特提斯造山带，而与特提斯的造山时代相一致，在早第三世早期的四川运动时有强烈活动。南河断裂、马头山断裂、锦屏山断裂分别是冲断推覆带前缘、中央和后缘的主冲断带，前缘带以脆性变形为主，主冲断层具脆韧性特征；中央和后缘带主要为韧性变形。强烈的韧性剪切作用导致区域动力变质带的形成。韧性剪切作用形成糜楞岩，陡立的透入性区域剪切面及广泛的A型褶曲河鞘褶曲。韧性剪切作用后期，所产生的构造常能导致矿物的静态重结晶，碳酸盐岩石发生大理岩化。2.3坝址区拱肩槽边坡地质特性左岸拱肩槽边坡位于EL.1900m以下，坡度介于45-65°，平整性较差。EL.1900m-EL.1590m高程的左岸岸坡出露地层属于中上三叠统杂谷脑组二段22(4)2(5)2(6)2(7)2(8)（T23Z）大理岩（T23Z，TT23Z,T23Z,,23ZT23Z），EL.1900m-EL.2300m高程3之间出露杂谷脑组三段（）砂板岩，EL.2300m-EL.2500m高程间又为杂谷脑T23Z7 2组二段（）之大理岩，三滩向斜核部位于左岸岸坡。T23Z岸坡发育倾坡内的N15-35°E/NW∠30-45°层面以及倾坡外的N20-40°E/SE∠60-85°、N50-70°E/SE∠50-80°总共两组NE向的构造裂隙，岸坡发育有f5（N45°E/SE∠72°）断层、f2（N30°E/NW∠30-40°）断层以及部分煌斑岩脉（N60-70°E/SE∠70-80°）和其他的较小断层，岸坡在特定深度范围以内存在沿原构造面变形的深裂缝，大部分属于Ⅲ级和Ⅳ级裂缝，垂直延伸范围有限，并且按照台阶状发育，不穿层。大坝左岸拱肩槽边坡发育有变形坡裂群体，倾倒拉裂以及滑移压致拉裂是地面变形破坏的主要表现形式。为满足拱肩槽边坡坡比选择研究以及稳定性分析评价的需要，本文收集左岸四条径向剖面图，分别为EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m剖面。本文收集过程中根据坝址区平硐资料，平切图等资料，对径向剖面图进行补充和完善。8 第3章拱肩槽边坡的稳定性评价方法针对锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡稳定性评价，拟使用刚体极限平衡法和软件数值模拟法。3.1刚体极限平衡法刚体极限平衡法是使用最为广泛的稳定性评价方法，对于各种形状的滑裂面均是适用的，底面与假定条间力的合力是平行的。评价锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡的稳定性，需要分析判断地质条件，找到潜在的关键性滑移面，判断深裂缝、层面裂隙和断层对边坡的稳定性的影响情况。3.2软件数值模拟法本文全面系统分析评价锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽边坡的整体稳定性，运用的是2D-σ有限元分析软件，该软件通过对左岸拱肩槽边坡各个径向剖面进行对比和分析计算，得到锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽边坡相应开挖剖面的各种位移场、破坏特征以及应力场的总体分布规律。9 第4章有限元数值模拟分析4.1有限元方法简介有限元方法，就是把弹性体分割为有限大小的、相互之间只能在有限个点上连接、含有限个单元的组合体以进行研究的方法。此方法将之前无限自由度的旧有体系简化成新的有限自由度的体系。有限单元的离散化就是这个概念，相应数值计算的基础便是这个已经离散化的模型。有限元方法第一部就是分析单元，每个单元都要建立一个刚度方程，之后需将各单元组合起来，再次建立全部结构的新的刚度方程。此时的刚度方程所表达的是那些结点上的力与位移的关系，是用线形代数方程来描述的，易于计算结果。4.22D-σ有限元计算软件简介一般说来，用计算机软件可以更好地处理有限元计算。2D-σ有限元计算软件是由日本软脑株式会社开发出的优秀软件。2D-σ有限元计算软件可将现实的工学问题转化为有限元模型，可以实现应用的自动化和概念的隐藏化。软件的前处理器和分析器将手动输入的工学数据以有限元分析结果输出；软件的后处理器转换分析器的计算结果变为一目了然的含有工学概念的直观结果。2D-σ有限元计算软件可以得到各剖面数值表、应力分布曲线图和破坏接近度图、各种变形图、各种等值曲线图等等直观图表。4.32D-σ有限元计算软件运用任务与方案对拱肩槽边坡四个典型断面进行有限元数值模拟分析计算，可以揭示拱肩槽边坡典型剖面应力-形变场特征，为其稳定性分析评价提供定量依据。由于拱肩槽有很多个剖面，鉴于计算较为复杂，不可能每个剖面都计算，按照每个高程段选一个典型剖面的原则，选取了EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m四个典型剖面进行计算。为了研究工程高边坡在开挖过程中的应力场，位移场特征及其稳定性，计算中模拟了边坡逐步开挖的过程，沿每一级马道高程开挖分步模拟拱肩槽开挖。完成所有这些有限元的计算，均是使用2D-σ软件。4.4模型概化现以EL.1635m剖面为例来简述模型概化过程，其他剖面计算模型建立过程与10 此相同。首先对地质原型进行了合理的概化，建立如图4-1所示的计算模型。为反映岩体质量对工程的影响，计算按岩体质量分级及其配套的物理力学参数，确定按各类岩级作为介质模型，一种岩级作为一种材料（包括岩体的风化卸荷带）。图4-1EL.1635m剖面有限元计算模型图4.4.1几何特征在2D-σ软件中，有限元是通过几何剖分实现的。这要求划分网格，四边形是此软件最利于分析的形状。可以用“分割级数”来表示分割密度，单元数，节点数将随分割级数值变高而增大。4.4.2结构特征2D-σ软件的结构分析都是在施加一定载荷的情况下进行的。广义上，只要给定正确的参数，重力、惯性力和温度差等都可以被认为是载荷，2D-σ软件将自动对载荷进行处理。2D-σ软件中的载荷主要用于定义集中载荷和分布载荷两种。4.4.3物理力学参数考虑到无论是河谷岸坡的形成，还是工程边坡的开挖，实际上都是一个卸荷过程，模拟计算中采用经卸载三轴试验研究修正后的力学参数值。如表4-1所示。4.4.4边界条件为减小边界效应的影响，模型范围左边界为水平开挖距离向左延伸一倍而得，右边界为河谷中心，底面边界为竖直开挖距离向下延伸一倍而得。计算模型范围11 相对坝区是很小的，并且大部分靠近已经卸荷的自然边坡，因此计算中只考虑了重力场的作用，计算模型的左右边界设以X方向约束，底面边界设以Y方向约束，河谷岸坡为自然边界。表4-12D-σ软件有限元计算各项力学参数各指标弹性模量泊松比μ容重内聚力C摩擦角φ材料的类型（MPa）（MPa）3Ⅱ20.24ⅹ100.230.0272.0056.73Ⅲ111.4ⅹ100.2500.0261.5048.53Ⅲ210.6ⅹ100.2750.0250.9047.23Ⅳ12.64ⅹ100.3000.0240.6036.53Ⅳ21.76ⅹ100.3000.0240.4032.23Ⅴ0.5ⅹ100.2900.0250.0216.74.4.5EL.1635m剖面计算结果分析4.4.5.1开挖前应力场特征分析（一）应力计算结果为：拉为正、压为负。（二）拱肩槽边坡开挖前应力分布特征具有下述规律：参见图4-2，主应力矢量在边坡坡面附近近似平行于坡面，在远离坡面处方向近似铅直。受重力影响，最大主应力从坡面向下越来越大，见图4-3，剪应力在断层处最大，为1.87MPa，如图4-5。图4-2EL.1635m剖面开挖前主应力矢量图12 图4-3EL.1635m剖面开挖前最大主应力等值线图图4-4EL.1635m剖面开挖前最小主应力等值线图图4-5EL.1635m剖面开挖前剪应力等值线图13 4.4.5.2开挖后应力场特征分析（一）应力计算结果为：拉为正、压为负。（二）拱肩槽边坡开挖过程中应力分布特征具有下述变化规律：主应力矢量分布规律：随着拱肩槽的开挖，坡体内的应力场不断调整，主应力在靠近坡面的位置发生明显的偏转，坡面平行于最大主压应力，同时垂直于最小主应力；远离坡面的部位最大主应力为竖直方向，呈现以自重应力为主的应力场特征见图4-8。主压应力最大值为6.7MPa，分布在上游边坡坡脚，如图4-9所示。剪应力集中部位为断层处和坡脚部位，最大剪应力大小为2.52MPa，分布在上游边坡坡脚，如图4-11。图4-6EL.1635m剖面开挖后计算模型图图4-7EL.1635m剖面开挖后变形图14 图4-8EL.1635m剖面开挖后主应力矢量图图4-9EL.1635m剖面开挖后最大主应力等值线图图4-10EL.1635m剖面开挖后最小主应力等值线图15 4.4.5.3位移形变场特征分析（一）与坐标轴正方向同向为正，反向为负。（二）总体变形随开挖进程的变化特征：开挖完成后上、下游边坡产生向临空方向的变形，由于开挖卸荷作用，其中垂向变形均向上（见图4-11），表现为卸荷回弹。（三）位移分析。其中坡面表部的岩体位移最大，往坡体内位移减小，水平位移较小，以垂向位移为主（图4-12）。从坡脚至坡顶，上、下游边坡总体上水平位移呈增大趋势，上游最大值约为0.59cm，位于第二级马道处（具体位置）；下游侧水平位移较上游侧大，最大约为1.57cm，在下游侧开挖坡面最上端。上游侧垂直位移方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大，最大位移为1.47cm，位于第一级马道；下游侧垂直位移主要受开挖卸荷的作用，方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大，最大值为2.60cm，位于下游侧坡顶处。总之，下游侧边坡位移较上游侧大，这与下游侧边坡两面临空，且受开挖卸荷影响较大有关。4.4.4.4破坏接近度分布特征由图4-13可见破坏区范围主要分布在上游边坡的二，三级马道处和上下游边坡的坡脚，破坏接近度最大值为1.9。图4-11EL.1635m剖面开挖后剪应力等值线图16 图4-12EL.1635m剖面开挖后位移图图4-13EL.1635m剖面开挖后破坏接近度图4.4.5.5小结以下为边坡开挖过程中上、下游边坡破坏接近度表、应力形变场特征数据表及位移数值表。表4-2边坡开挖过程中破坏接近度表开挖最大水最大垂最大剪最大垂破坏危险性备注进程平应力直应力应力MPa直位移接近度描述MPaMPacm一3.251.961.991.961.2略微二3.562.512.182.191.6大三4.114.322.392.491.8大17 表4-3边坡开挖过程中槽底坡应力形变场特征数据开坡顶坡面坡脚挖进拉应最大最大破坏最大最小最大离面破危最大结构破危程力垂直水平接近主应主应剪应位移坏险剪应面错坏险MPa位移位移度范力范力范力范值范接性力最动位接性cmcm围围围围围近描大值移近描MPaMPaMPacm度述MPacm度述范范围围一0.150.420.1201.19-0.45-0.21-0.120.4无0.990.521.2略2.520.930.47微二0.190.770.090.11.20-0.96-0.37-0.711.2略1.851.321.6大2.501.160.86微三0.091.90.170.210.97-1.01-1.21-1.631.7大2.122.361.8大5.321.202.38表4-4EL.1635m剖面开挖后位移数值表No.xy位移x（m）位移y（m）1117.74651756.12680.0017050.0143852125.69381740.09750.0033600.0128503129.66741732.08290.0038980.0123164149.53641699.40330.0059110.0102485158.14071675.96280.0043020.0100456175.93661645.03520.0003990.0096907204.89241629.9453-0.0107610.0238268226.78491629.8906-0.0110210.0253749239.36621629.8593-0.0105780.02420210243.54871642.5355-0.0122600.02481611251.95421657.5793-0.0157300.02596412268.00001639.0000-0.0106070.02066513286.80001623.5000-0.0066860.01658114305.60001608.0000-0.0036030.01394518 4.4.6EL.1675m剖面计算结果分析4.4.6.1开挖前应力场特征分析（一）应力计算结果为：拉为正、压为负。（二）拱肩槽边坡开挖前应力分布特征具有下述规律：参见图4-14，主应力矢量在边坡坡面附近近似平行于坡面，在远离坡面处方向近似铅直。受重力影响，最大主应力从坡面向下越来越大，见图4-15，剪应力在断层处和坡脚处最大，为1.55MPa，如图4-17。图4-14EL.1675m剖面开挖前主应力矢量图图4-15EL.1675m剖面开挖前最大主应力的等值线图19 图4-16EL.1675m剖面开挖前最小主应力的等值线图图4-17EL.1675m剖面开挖前剪应力等值线图4.4.6.2开挖后应力场特征分析（一）图上的数值正的为拉力，负的为压力。（二）拱肩槽边坡开挖过程中下述应力分布特征的变化规律：随着拱肩槽的开挖，坡体内的应力场不断调整，主应力在靠近坡面的位置发生明显的偏转，坡面平行于最大主应力，同时垂直于最小主应力；远离坡面的部位最大主应力为水平方向，呈现以自重应力为主的应力场特征见图4-20。主压应力在坡脚比较集中，主压应力最大值为9.8MPa，分布在上游边坡坡脚，如图4-21所示。剪应力集中部位为断层处和坡脚部位，最大剪应力大小为4.48MPa，在上游边坡坡脚，如图4-23。20 4.4.6.3位移形变场特征分析与坐标轴正方向同向为正，反向为负。开挖完成后边坡产生向凌空方向的位移，在开挖卸荷作用下，垂向位移均向上（见图4-18），其中坡表部位的岩体位移为最大，向坡体内部位移不断减小，而水平位移则较小，基本以垂向位移为主要位移方式（图4-24）。上游侧最大水平位移值约为0.31cm；下游侧水平位移较上游侧大，最大约为-1.11cm。上游侧垂直位移方向向上，最大位移为1.14cm；下游侧垂直位移主要受开挖卸荷的作用，方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大，约为1.71cm。总之，下游侧边坡位移较上游侧大，这与下游侧边坡两面临空，且受开挖卸荷影响较大有关。图4-18EL.1675m剖面开挖后计算模型图图4-19EL.1675m剖面开挖后变形图21 图4-20EL.1675m剖面开挖后主应力矢量图图4-21EL.1675m剖面开挖后最大主应力等值线图图4-22EL.1675m剖面开挖后最小主应力等值线图22 图4-23EL.1675m剖面开挖后剪应力等值线图图4-24EL.1675m剖面开挖后位移图4.4.6.4稳定性分析由图4-25可见破坏区范围主要分布在上下游边坡的坡脚，马道和断层处，破坏接近度最大值为1.67。23 图4-25EL.1675m剖面开挖后破坏接近度图4.4.6.5小结以下为EL.1675m剖面开挖后位移数值表。表4-5EL.1675m剖面开挖后位移数值表No.xy位移x（m）位移y（m）156.03641902.3544-0.0003420.008853274.64131897.1733-0.0005740.008953389.47181891.1091-0.0005050.0103314104.57751873.67970.0003620.0109945117.06701852.46940.0011550.0106996135.59511823.73080.0018370.0108017144.95601811.51390.0017340.0113958157.55431780.99230.0030270.0097819167.32391760.38730.0030670.00963810179.15471739.35900.0029250.00858511187.44561712.95120.0021170.00952312204.06081679.9526-0.0010060.01016513207.41201669.7535-0.0050040.01243414220.98101669.7535-0.0084810.01558315233.56711669.7537-0.0091680.01737624 续表4-5EL.1675m剖面开挖后位移数值表16254.62421672.5404-0.0089490.01707417266.79681699.8977-0.0110740.01704318280.26061690.4078-0.0092370.01486019290.26061678.1191-0.0075810.01369620314.44011668.9613-0.0059070.0115414.4.7EL.1715m剖面计算结果分析4.4.7.1开挖前应力场特征分析（一）应力计算结果为：拉为正、压为负。（二）拱肩槽边坡开挖前应力分布特征具有下述规律：参见图4-26，主应力矢量在边坡坡面附近近似平行于坡面，在远离坡面处方向近似铅直。受重力影响，最大主应力从坡面向下越来越大，见图4-27，剪应力在断层处和坡脚处最大，为1.8MPa，如图4-29。图4-26EL.1715m剖面开挖前主应力矢量图25 图4-27EL.1715m剖面开挖前最大主应力的等值线图图4-28EL.1715m剖面开挖前最小主应力的等值线图图4-29EL.1715m剖面开挖前剪应力等值线图26 4.4.7.2开挖后应力场特征分析（1）图上的数值正的为拉力，负的为压力。（2）拱肩槽边坡开挖过程中下述应力分布特征的变化规律：随着拱肩槽边坡的继续开挖，边坡内的应力场不断进行着调整，主应力在坡面旁产生了转向，坡面和最大主应力互相平行，坡面和最小主应力保持垂直关系；远离坡面的部位呈现以自重应力为主的应力场特征见图4-32。主应力在坡脚比较集中，主压应力最大值为10MPa，分布在断层处，如图4-33所示。剪应力集中部位为断层处和坡脚部位，最大剪应力大小为1.8MPa，在上游边坡坡脚，如图4-35。4.4.7.3位移形变场特征分析与坐标轴正方向同向为正，反向为负。开挖完成后上、下游边坡产生向凌空方向的位移，其中最大位移发生在坡表部位，向坡体内部位移不断减小，而水平位移则较小，基本以垂向位移为主要位移方式。自下至上，上、下游边坡总体上水平位移呈增大趋势，上游侧量值约为1.1cm；下游侧水平位移较上游侧大，最大约为-2.1cm。上游侧垂直位移方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大，最大位移为3.7cm；下游侧垂直位移主要受开挖卸荷的作用，方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大，约为3.9cm。总之，下游侧边坡位移较上游侧大，这与下游侧边坡两面临空，且受开挖卸荷影响较大有关。4.4.7.4稳定性分析由图4-37可见破坏区范围主要分布在断层处，破坏接近度最大值为1.75。图4-30EL.1715m剖面开挖后计算模型图27 图4-31EL.1715m剖面开挖后变形图图4-32EL.1715m剖面开挖后主应力矢量图图4-33EL.1715m剖面开挖后最大主应力的等值线图28 图4-34EL.1715m剖面开挖后最小主应力的等值线图图4-35EL.1715m剖面开挖后剪应力等值线图图4-36EL.1715m剖面开挖后位移图29 图4-37EL.1715m剖面开挖后破坏接近度图4.4.7.5小结以下为EL.1715m剖面开挖后位移数值表。表4-6EL.1715m剖面开挖后位移数值表No.xy位移x（m）位移y（m）156.93661956.76050.0058040.034683291.79581909.11960.0071660.0373863126.16061876.48540.0062070.0335804145.82751857.99290.0029910.0344785180.27121819.41480.0093350.0252286187.07751810.93310.0092280.0261347210.32971769.44850.0109090.0135548227.82491716.0538-0.0089860.0120169260.28171709.8416-0.0214270.03855410291.65491709.8416-0.0167190.03708311305.56991730.9384-0.0126580.03582912322.03221746.0878-0.0085930.03099813354.13161748.1212-0.0085730.02115314373.86441741.2147-0.0102470.01963930 4.4.8EL.1755m剖面计算结果分析4.4.8.1开挖前应力场特征分析（一）应力计算结果为：拉为正、压为负。（二）拱肩槽边坡开挖前应力分布特征具有下述规律：参见图4-38，主应力矢量在边坡坡面附近近似平行于坡面，在远离坡面处方向近似铅直。受重力影响，最大主应力从坡面向下越来越大，见图4-39，剪应力在断层处和坡脚处最大，为1.4MPa，如图4-41。图4-38EL.1755m剖面开挖前主应力矢量图图4-39EL.1755m剖面开挖前最大主应力的等值线图31 图4-40EL.1755m剖面开挖前最小主应力的等值线图图4-41EL.1755m剖面开挖前剪应力等值线图4.4.8.2开挖后应力场特征分析（1）图上的数值正的为拉力，负的为压力。（2）拱肩槽边坡开挖过程中下述应力分布特征的变化规律：随着拱肩槽边坡的继续开挖，边坡内的应力场不断进行着调整，主应力在坡面旁产生了转向，坡面和最大主应力互相平行，坡面和最小主应力保持垂直关系；远离坡面的部位呈现以自重应力为主的应力场特征见图4-44。主应力在坡脚和断层处较集中，主压应力最大值为10MPa，分布在上游边坡坡脚，如图4-45所示。剪应力集中部位为断层处和坡脚部位，最大剪应力大小为3.19MPa，在上游边坡坡脚如图4-47。32 4.4.8.3位移形变场特征分析与坐标轴正方向同向为正，反向为负。开挖完成后上、下游边坡产生向凌空方向的位移，其中最大位移发生在坡表部位，向坡体内部位移不断减小，而水平位移则较小，基本以垂向位移为主要位移方式。自下至上，上、下游边坡总体上水平位移呈增大趋势，上游侧最大值约为1.43cm；下游侧水平位移较上游侧小，最大约为-1.06cm。上游侧垂直位移方向向上，最大位移为2.68cm；下游侧垂直位移主要受开挖卸荷的作用，方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大，约为3.74cm。总之，下游侧边坡位移较上游侧大，这与下游侧边坡两面临空，且受开挖卸荷影响较大有关。4.4.8.4稳定性分析由图4-49可见破坏区范围主要分布在断层处，破坏接近度最大值为1.85。综合参见下列各图。图4-42EL.1755m剖面开挖后计算模型图33 图4-43EL.1755m剖面开挖后变形图图4-44EL.1755m剖面开挖后主应力矢量图图4-45EL.1755m剖面开挖后最大主应力等值线图34 图4-46EL.1755m剖面开挖后最小主应力矢量图图4-47EL.1755m剖面开挖后剪应力等值线图图4-48EL.1755m剖面开挖后位移图35 图4-49EL.1755m剖面开挖后破坏接近度图4.4.8.5小结以下为EL.1755m剖面开挖后位移数值表。表4-7EL.1755m剖面开挖后位移数值表No.xy位移x（m）位移y（m）111.6052032.16110.0000290.008194238.75172023.75730.0002320.008458368026561998.92700.0013820.009034490.40101980.30430.0035320.0092205113.22801944.75940.0084490.0086186136.82221910.28150.0065180.0198897157.29031880.45280.0089140.0237938181.15351831.38100.0143220.0267619197.81251791.87280.0099920.02897310212.76991749.9291-0.0055760.03037811246.90491749.9291-0.0106530.03743112296.94821749.9291-0.0098820.03336013331.16201819.64780.0038310.02625314375.72411777.6321-0.0042880.01298536 4.4.9小结通过对EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m剖面的有限元数值模拟分析，可知:所有的剖面在边坡开挖前主应力矢量在边坡坡面附近近似平行于坡面，在远离坡面处方向近似铅直。受重力影响，最大主应力从坡面向下越来越大，剪应力在断层处和坡脚处最大。随着拱肩槽的开挖，坡体内的应力场不断调整，主应力在坡面旁产生了转向，坡面和最大主应力互相平行，坡面和最小主应力保持垂直关系；远离坡面的部位呈现以自重应力为主的应力场特征，主应力在坡脚和断层处较集中，主压应力最大值一般分布在边坡坡脚，拉应力局部出现于坡顶，剪应力集中部位为断层处和坡脚部位。开挖完成后上、下游边坡产生向凌空方向的位移，其中最大位移发生在坡表部位，向坡体内部位移不断减小，而水平位移则较小，基本以垂向位移为主要位移方式。自下至上，上、下游边坡总体上水平位移呈增大趋势，下游侧水平位移较上游侧小，上游侧垂直位移方向向上，下游侧垂直位移主要受开挖卸荷回弹应力的作用，方向向上，从坡脚至坡顶逐渐增大。总之，下游侧边坡位移较上游侧大，这与下游侧边坡两面临空，且受开挖卸荷影响较大有关。破坏区范围一般主要分布在断层处和下游坡脚处。EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m剖面拱肩槽上游边坡基本稳定，但是由于EL.1755m附近开挖边坡距离f5断层较近，对整体稳定性有所影响。EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m剖面下游坡为顺向坡，受到了f2断层的控制，其稳定性较差，建议将其直接清除或者用锚索加固。拱间槽上游边坡主要发生水平卸荷回弹，下游边坡主要发生垂直卸荷回弹，位移均在10厘米左右，上游边坡位移比下游边坡大；根据有限元数值模拟显示，伴随开挖工作不断进展，坡面的中上部出现了拉应力区，坡面的一部分达到了屈服状态；同时，在拱间槽边坡开挖过程中，后缘f5断层与地质产状为N20°E/SE∠14°的缓倾结构面成为关键的滑移控制面。37 第5章极限平衡计算分析5.1极限平衡计算简介极限平衡计算分析就是使用条分法，将可能滑移的块体（底滑面是断层的块体或后缘分割面不稳定的开挖后块体）进行垂直方向的条分，应用静力平衡分析的方法，求出安全系数。讨论极限平衡法，在计算安全系数时，不再要求假定滑面为圆弧；传统的条分法也适用于任意形状滑动曲面；基于有限元应力分析的极限平衡法与传统条分法在本质上是一致的，表明安全系数结果和最危险滑面位置很接近。5.2计算方案与工况5.2.1计算方案（一）EL.1635m剖面EL.1635m剖面下游坡1主要是下游坡存在沿岩层层面失稳的可能性，其计算剖面如图5-1所示。（二）EL.1675m剖面1.EL.1675m剖面下游坡1受f2控制，其计算剖面如图5-2所示。2.EL.1675m剖面下游坡2受岩层层面的控制，具有整体失稳下滑的可能性，其计算剖面如图5-2所示。（三）EL.1715m剖面地质分析指出，该剖面坡体的破坏可能有几种方式，计算剖面如图5-3所示。1.上游坡1在EL.1755m以上沿f5断层滑移，EL.1755m以下剪断完整岩体（Ⅱ类）；2.上游坡2在EL.1880m高程以上沿f5断层滑移，EL.1730-1880m间则受深部裂缝控制，EL.1730m以下则剪断完整岩体。不考虑连通率。3.上游坡3潜在滑面有两种考虑：一种在EL.1810m高程以上受f5断层控制，其下剪断完整岩体（Ⅱ类）；另一种在EL.1810m高程以上仍受f5断层控制，EL.1810m以下沿深裂缝失稳；4.下游坡4主要是下游坡存在沿岩层层面失稳的可能性。（四）EL.1755m剖面EL.1755m上游坡1在EL.1800m高程以上受控于f5断层，其下则深受裂缝带38 控制，不考虑裂缝的连通率。其计算剖面如图5-4所示。ⅣⅢⅢⅣⅢ图5-1EL.1635m极限平衡计算条分示意图ⅡⅢⅣⅡⅢⅡ∠75-8Ⅲ0Ⅳ°ⅢⅡ图5-2EL.1675m极限平衡计算条分示意图39 ∠72°Ⅳ∠14°ⅢⅡⅣⅢⅡⅡⅢ0°Ⅱ30-4∠ⅢⅡⅩⅡⅡⅡ图5-3EL.1715m极限平衡计算条分示意图Ⅳ1Ⅲ∠14°ⅤⅣ23ⅢⅢⅢⅢⅡ图5-4EL.1755m极限平衡计算条分示意图40 5.2.2计算工况结合实际情况考虑，对天然，天然加地震，暴雨，暴雨加地震四种工况进行分析。偏于安全，暴雨条件下按100%滑体饱水考虑；地震基本烈度Ⅶ级，选取水平地震系数EQH=0.125。5.3计算结果5.3.1EL.1635m剖面计算结果表5-1EL.1635m剖面稳定性计算成果表底滑面后缘分割面稳定性系数天然岩体编号名称参数名称参数天然地震暴雨+暴雨下游坡1层面3110022．311．931．875.3.2EL.1675m剖面计算结果表5-2EL.1675m剖面稳定性计算成果表底滑面后缘分割面稳定性系数天然岩体编号名称参数名称参数天然地震暴雨+暴雨下游坡1f216.7200.910.880.750.75下游坡2层面311002.332.261.871.815.3.3EL.1715m剖面计算结果表5-3EL.1715m剖面稳定性计算成果表岩体编号底滑面后缘分割面稳定性系数名称参数名称参数天然地震暴雨天然+暴雨上游坡1f516.7201.121.070.860.88SL2410041 上游坡2f516.7202．432．481．931.89Ⅱ53．52000上游坡3f516.7205.23.933.423.35Ⅱ53．52000下游坡4层面311001.571.531.411.385.3.4EL.1755m剖面计算结果表5-4EL.1755m剖面稳定性计算成果表岩体编号底滑面后缘分割面稳定性系数名称参数名称参数天然地震暴雨天然+暴雨上游坡1f516.7200.810.840.790.79SL24100上游坡2f516.7202.342.151.891.96Ⅱ53．52000上游坡3层面311001.271.210.970.915.4计算小结根据上述计算结果，逐一分析锦屏一级水电站大坝左岸拱间槽边坡的4条剖面（EL.1635m，EL.1675m，EL.1715m，EL.1755m），可以对拱间槽边坡的径向剖面稳定性得出如下结论：（一）计算结果显示，稳定性对地震的敏感性不强；对暴雨的敏感性强。（二）拱间槽上游边坡主要发生水平卸荷回弹，下游边坡主要发生垂直卸荷回弹，位移均在10cm左右，不太稳定。（三）开挖拱间槽边坡的施工过程中，关键的滑移控制面包括f5后缘面和地质产状是N20°E/SE∠14°的缓倾的结构面，应分别采取相应的加固措施。：（四）4条剖面（EL.1635m，EL.1675m，EL.1715m，EL.1755m）具体结论：1.EL.1635m下游坡1，在各种工况下均处于稳定状态。2.EL.1675m下游坡1，在各种工况下均处于不稳定状态；EL.1675m下游坡2，在各种工况下均处于稳定状态。偏于安全考虑，建议清除EL.1675m下游坡1，或采取锚索等措施加固之。3.EL.1715m剖面，上游坡1在天然和地震下处于较稳定状态，但未达到1.3这个经验稳定值，且在暴雨，天然加暴雨工况下均处于不稳定状态；上游坡2，3，42 下游坡4在各种工况下均处于稳定状态。建议对上游坡1采取锚索等措施加固之。4.EL.1755m上游坡1，在各种工况下均处于不稳定状态，由图5-4可见，拱间槽开挖边坡距f5较近，整体稳定性较差，建议采取边施工边锚索加固处理的施工工序；EL.1755m上游坡2，在各种工况下均处于稳定状态。EL.1755m下游坡3，在天然和地震条件下，处于稳定状态，但未达到1.3这个经验稳定值，在其他条件下均不稳定。总体而言，EL.1755m下游坡3不稳定，建议清除或锚索加固。5.综合看来，锦屏一级水电站大坝左岸拱间槽边坡中，其上游边坡是基本稳定的，但是距f5断层较近的EL.1755m附近开挖边坡的稳定性相对较差。EL.1635m，EL.1675m，EL.1715m，EL.1755m下游坡整体稳定性受到了层面和f2断层的控制，并且是顺向坡，其稳定性相对较差。5.5相关建议经过以上各章节的讨论，通过对整个左岸拱肩槽边坡开挖过程的数值模拟分析可以得到对左岸拱肩槽边坡开挖的几点建议:（一）EL.1755m附近开挖边坡时，应采取边施工边锚索加固及时处理的施工工序。（二）应清除或锚索加固EL.1675m下游坡1、EL.1715m上游坡1、EL.1755m上游坡1和下游坡3。（三）开挖时应采用系统锚杆或锚索加固边坡中上部坡面。（四）应在EL.1715m，EL.1755m剖面开挖至约EL.1815m高程时分别采取相应加固措施。（五）在有暴雨的工况下，拱肩槽的稳定性较差，所以应对可能滑移面进行防渗排水处理，作好铺盖防渗。43 第6章研究成果与实际施工措施、监测结论对比分析6.1实际开挖支护施工过程简介锦屏一级水电站左岸工程由中国电建集团水电七局有限公司施工。大坝左岸拱肩槽边坡施工进展较快，EL.1755m高程附近开挖支护施工发生于2008年8月,EL.1715m高程附近开挖支护施工发生于2008年11月，EL.1675m高程附近开挖支护施工发生于2009年1月，EL.1635m高程附近开挖支护施工发生于2009年3月(施工过程见下列各图)。52#、58#探洞图6-1大坝左岸拱肩槽EL.1755m剖面附近高程施工图6-2大坝左岸拱肩槽EL.1715m剖面附近高程施工44 图6-3大坝左岸拱肩槽EL.1675m剖面附近高程施工图6-4大坝左岸拱肩槽EL.1635m剖面附近高程施工6.1.1F2断层地质情况及处理方式f2断层出露在EL.1650m-EL.1675m高程之间，碎裂-散体结构。f2断层及第6层大理岩中顺层挤压错动带，深部裂缝，构成控制左坝肩抗滑稳定的主要边界条件。f2断层及层间挤压破碎带主要由片状岩、糜棱岩、断层泥等组成，一般挤压较紧密，局部软化、泥化，无胶结，散体结构。f2断层带附近岩体稳定性较差，对EL.1635m，EL.1675m，EL.1715m，EL.1755m下游坡（顺向坡）整体稳定性构成威胁。实际施工中，施工单位于2009年9月开始f2断层及挤压带开挖和置换施工，2009年12月开挖完成，2010年3月混凝土置换和固结灌浆施工完成。45 f2断层及层间挤压带处理范围位于左岸拱肩槽（左岸建基面f2断层处理范围平面见图9-5），处理方式采用开挖刻槽，混凝土置换。开挖刻槽宽度13.5-16m，3开挖高程范围EL.1647m-EL.1686.37m，开挖石方工程量6800m。图6-5左岸建基面f2断层处理范围平面图6.1.2F5断层及拱肩槽开挖至EL.1815m高程范围处理情况左岸垫座建基面边坡出露的f5断层，施工单位已采取刻槽、置换处理，对垫座建基面边坡局部地质条件较差部位采用锚喷、系统锚索及贴坡混凝土进行边坡加固。左岸拱肩槽EL.1715m，EL.1755m剖面开挖至EL.1815m高程附近范围内时，施工单位已对该部位采取了槽挖（刻槽）并回填混凝土的置换处理施工方式。6.1.3锚喷支护施工6.1.3.1施工方法施工单位主要采取了挂网喷混凝土和锚杆施工方式开展锚喷支护施工。（一）挂网喷混凝土3边坡喷护工程施工采用“干喷法”，喷砼采用0.35m强制式搅拌机现场拌制，PZ-5C型喷射机施工。（二）锚杆施工“先挖后锚”支护区采用先注浆后插杆的方式进行施工，“先锚后挖”支护46 区支护程序与原则为：坡面一次开挖-排架搭设-锚杆施工-排架拆除-二次开挖，锚杆钻孔施工时要预留保护层厚度3.0m进行二次开挖，预留保护层厚度内无锚杆。6.1.3.2实施效果锚杆加喷混凝土施工严格按施工技术要求及已报批的专项技术措施及时组织施工，施工紧跟开挖工作面，实现开挖边坡的同时及时封闭。实际施工过程中，通过锚杆对边坡浅表层的锁定，在预应力锚索实施前有效的保证了开挖边坡的稳定，未出现因浅层支护滞后而造成边坡失稳现象。6.1.4锚索施工6.1.4.1施工方法左岸大坝基础开挖及支护主要分拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游侧坡、拱肩槽槽坡三个区域，在拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游侧坡布置预应力锚索，拱肩槽后坡为浅层支护。锚索吨位为1000KN、2000KN级。边坡锚索施工钻孔设备采用AtlasA66CB、KR805-1和KR803-1C型等全液压锚固钻机，以及YG-80、XYZ-70、XYZ-90等型轻型锚固钻机。6.1.4.2实施效果锚束受力比较稳定，在早期受开挖施工影响有小幅波动，整体趋势平稳锚固力降低，部分锚索在适宜时间进行了二次张拉或补偿张拉，受温度影响很小。通过锚索加固EL.1675m下游坡1、EL.1715m上游坡1、EL.1755m上游坡1和下游坡3等重要部位，有效地确保了边坡的稳定。6.2左岸边坡拱肩槽施工实际监测结论2009年8月，中国水利水电建设工程咨询公司组织验收专家组在锦屏工程1#营地召开了雅砻江锦屏一级水电站坝基开挖专家组验收会议。锦屏一级水电站左岸EL.1885m-EL.1580m建基面(包括混凝土垫座上、下游侧边坡和槽坡)通过了验收。以下为各项监测数据评价。6.2.1开挖支护施工质量评价6.2.1.1开挖施工评价锦屏一级水电站大坝左岸建基面开挖采用自上而下分层分区进行施工，采用47 预裂爆破方式。测量中心、施工单位对建基面开挖体型检测结果如下：左岸拱肩槽最大超挖136cm，最大欠挖19cm，平均超挖22.6cm、欠挖0.8cm。拱肩槽槽坡平整度共统计214点，合格点204个，不平整度为0-23cm，合格率95.3%。根据检测结果分析，施工完成的开挖坡面坡脚标高、坡面超欠挖、平整度等建基面体型控制指标总体满足相关规范和设计要求。单元工程质量等级评定按照合国家和水利水电行业有关规程规范规定进行。对左岸边坡开挖进行单元工程质量评定，EL.1885m-EL.1580m共11个单元工程质量评定全部合格，建基面开挖质量满足合同文件技术条款规定和设计技术要求。坝基开挖质量评定情况见表6-1。表6-1建基面开挖质量评定及验收情况序号部位质量评定初验通过时间复验通过时间1EL1885m～EL1855m合格2008-02-292008-08-222EL1855m～EL1828.5m优良2008-06-302008-08-223EL1828.5m～EL1795m优良2008-08-222008-08-224EL1795m～EL1765m优良2008-11-222008-11-225EL1765m～EL1730m优良2008-11-222008-11-226EL.1730m～EL.1700m合格2009-05-012009-05-157EL.1700m～EL.1675m优良2009-05-012009-05-158EL.1675m～EL.1650m优良2009-05-012009-05-159EL.1650m～EL.1620m优良2009-07-302009-07-3010EL.1620m～EL.1600m优良2009-07-302009-07-3011EL.1600m～EL.1580m优良2009-08-212009-08-216.2.1.2建基面地质缺陷处理与边坡支护质量评价左岸建基面边坡主要出露有f5、f2等断层，已采取刻槽、置换处理，置换混凝土强度满足设计要求；对部分高程边坡和局部地质条件较差部位采用锚喷、系统锚索及贴坡混凝土进行边坡加固，锚杆、喷混凝土、锚索检测结果符合规范要求。对支护工程单元工程质量进行评定，已完工的712个支护单元工程质量评定全部合格。48 6.2.2安全监测成果评价锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽开挖边坡EL.1885m以下安装埋设4点式多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计等监测仪器，监测布置见图6-6。11Ⅱ区22Ⅲ区Ⅰ区11图6-6左岸EL.1885m以下开挖边坡整体监测布置图6.2.2.1多点位移计锦屏一级水电站大坝左岸在高程EL.1885m-1580m设置了12个监测断面，共安装埋设了多点位移计28套。受到边坡施工开挖卸荷的影响，EL.1885m以下拱肩槽边坡多点位移计位移测值在安装初期出现了较大的变化，位移最明显的部位主要位于拱肩槽上游侧，f5断层和f2断层穿过的区段和左岸EL.1730m垫座部位，不过位移绝对值仍量较小，随着深层支护系统的及时实施，变形逐渐趋于稳定，支护措施基本能够满足建基面稳定要求。在开挖结束后，经过工程处理后，位移变化平稳。截至目前，大坝左岸边坡岩体位移变化基本趋于稳定，一般在1.02mm以内，最大位移12.65mm，变化量很小,位移变化速率一般在0.005mm/d以内。根据多点位移计在开挖结束初期和经工程处理后的时期的监测成果对比统计表6-2（仍选取四个典型剖面EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m），监49 测成果与本论文采用有限元分析方法得出的位移变化趋势和规律有一定的吻合性，说明分析思路和方法是有应用性的。表6-2左岸EL.1885m以下坝肩边坡位移计监测成果统计表位移值mm设计埋设埋设测点埋深开挖结经工程编号位置日期编号m束初期处理后EL.1635m剖面孔口014.259.844M2C3L0+163.0m2008-04-212＃1512.346.86EL.1824.5mEL.1635m剖面孔口00.760.374M4C3L0+183.51m2008-9-231＃20-4.68-2.64EL.1766.5m2＃30-10.93-5.55EL.1635m剖面1＃20-0.34-0.234M5C3L0+192.22m2008-11-182＃30-1.94-1.09EL.1740.0m3＃5020.5512.65孔口0-0.47-0.45EL.1675m剖面1＃80.090.024M6C3L0+283.61m2007-12-42＃21-0.040.03EL.1853.0m3＃39-0.23-0.12孔口011.724.42EL.1675m剖面1＃89.236.174M7C3L0+212.16m2008-5-312＃21-1.98-1.40EL.1823.0m3＃398.144.97EL.1675m剖面孔口09.867.874M8C3L0+208m2008-11-182＃513.323.11EL.1778.0m3＃753.831.37EL.1675m剖面2＃21-1.69-1.084M9C3L0+115.2m2007-11-113＃39-4.31-2.71EL.1856.5m孔口024.2611.76EL.1675m剖面1＃67.463.814M10C3L0+291.8m2008-5-42＃2122.659.84EL.1830.0m3＃3910.156.4450 孔口00.520.40EL.1675m剖面1＃83.001.330+331m2008-10-102＃20-2.95-1.57EL.1766.5m3＃32-1.98-1.65孔口015.927.62EL.1715m剖面1＃813.525.074M14C3L0+283.6m2008-1-282＃211.571.35EL.1826.5m3＃43-24.14-12.45孔口0-0.16-0.15EL.1715m剖面1＃101.481.434M15C3L0+274.93m2008-6-302＃243.683.02EL.1798m3＃440.10-0.06EL.1715m剖面1＃80.120.064M16C3L0+267m2008-9-172＃26-6.83-6.17EL.1769m3＃51-15.67-3.81孔口0-3.58-2.59EL.1715m剖面1＃8-4.20-4.034M17C3L0+258m2009-1-12＃21-4.30-1.51EL.1736.5m3#42-4.08-2.11孔口01.050.81EL.1715m剖面1＃81.701.414M18C3L0+89.24m2008-7-62＃201.191.06EL.1856.5m3＃30-2.44-1.51EL.1715m剖面孔口0-0.37-0.364M19C3L0+104.1m2008-7-41＃60.120.08EL.1830.0mEL.1715m剖面孔口05.074.074M20C3L0+126m2008-8-91＃65.574.57EL.1792m孔口00.790.65EL.1715m剖面1＃6-1.10-0.974M21C3L0+149m2008-10-262＃140.360.27EL.1755m3＃244.013.104M22C3LEL.1755m剖面2007-10-132＃21-1.17-0.7651 0+358.9m3＃390.02-0.01EL.1871.5m孔口06.045.99EL.1755m剖面1＃86.005.944M23C3L0+349.4m2007-11-252＃21-2.94-1.78EL.1841.5m3＃391.711.55EL.1755m剖面孔口00.620.494M24C3L0+337.4m2008-5-271＃80.860.74EL.1807.5m3＃39-3.79-2.63孔口00.700.64EL.1755m剖面1＃82.191.204M25C3L0+331.0m2008-10-52＃211.281.00EL.1769.0m3＃39-1.73-1.48孔口04.744.21EL.1755m剖面1＃84.083.884M26C3L0+323m2008-10-222＃212.681.75EL.1751.5m3＃399.7010.93EL.1755m剖面孔口01.650.774M27C3L0+315m2009-1-132＃210.390.22EL.1721.5m3＃390.280.186.2.2.2锚索测力计锦屏一级水电站大坝左岸在12个监测断面共安装埋设了锚索测力计24台。在开挖结束后，经过工程处理后，EL.1885m以下拱肩槽开挖边坡锚索测力计锚固力变化平稳。锚索锚固力损失率一般在3％以内，监测锚索大部分锚固力在设计荷载的97％以上。根据EL.1885m以下坝肩槽上、下游侧坡43台锚索测力计监测成果统计表6-3，监测成果与本论文采用有限元分析方法得出的应力变化趋势和规律有一定的吻合性，说明分析思路和方法是有应用性的。52 表6-3左岸EL.1885m以下坝肩边坡锚索测力计监测成果统计表锚固力kN损失安装锁定值变化量名称安装部位开挖经过工程率日期kNkN结束后处理后%PR30+217.9m/1853.0m08-3-241759.11855.11854.3-0.80-5.41PR60+245.3m/1853.0m08-4-91722.91728.01725.7-2.30-0.16PR70+241.2m/1819m08-11-202957.83084.73089.54.80-4.45PR90+278.2m/1873.0m08-1-132058.91922.01920.9-1.106.70PR130+184.1m/1828.0m08-4-282042.71984.91979.2-5.703.11PR180+322.5m/1830.0m08-3-291010.0997.9999.01.101.09PR190+308.5m/1800.0m08-6-151039.21094.51093.1-1.40-5.19PR200+128.6m/1770.0m08-10-2953.51037.01038.81.80-8.94PR230+352.8m/1845.0m07-12-181101.31066.11069.33.202.90PR250+355.2m/1785.0m08-7-41094.51097.21100.23.00-0.52PR26/0+327.1m/1755.0m08-12-2988.2950.7954.53.803.41PR280+373.5m/1845.0m08-1-131006.31043.61043.1-0.50-3.65PR290+387.9m/1807.5m08-6-272178.42079.02080.21.204.51PR320+339.4m/1725.0m09-1-161017.7999.01001.82.801.56PR350+373.6m/1755.0m08-10-6981.6930.0930.90.905.16PR360+364.7m/1725.0m09-1-61030.7989.8993.03.203.66PR410+146.0m/1793.0m08-8-28998.7976.3977.20.902.16PR500+337.6m/1717.5m09-3-211717.51967.11968.00.902.01PR520+304.2m/1627.5m09-6-12954.3906.1903.9-2.205.28PR530+316.4m/1627.5m09-8-121015.1997.0994.9-2.101.99PR590+357.57m/1117.8m09-8-121117.81992.51998.76.206.85LBA1870+248.4m/1878.0m08-1-112067.41945.61952.36.705.578-9LBD1870+177.8m/1875.0m07-10-142117.91985.21992.67.405.915-19LBD1870+216.4m/1875.0m07-10-102112.12077.82080.42.601.505-17LBA1870+205.9m/1873.0m08-1-82004.11956.31965.08.701.953-8LBD1870+232.82m/1871.0m08-2-232081.91998.11986.9-11.204.561-553 LBS1860+316.7m/1868.0m08-1-92083.82218.02223.55.50-6.708-3LBA1860+216.5m/1863.0m08-3-152116.81856.71877.220.5011.323-14LBA1860+193.6m/1863.0m08-3-172119.81588.01568.8-19.2025.993-17LBA1860+164.3m/1940.3m08-12-21940.31707.31718.911.6011.413-22LBD1860+176.3m/1862.0m08-1-32024.92132.92143.010.10-5.832-19LBS1860+341.7m/1860.0m08-2-131110.01094.11098.44.301.050-8LBS1850+250.3m/1853.0m09-8-302160.92053.02038.5-14.505.663-19LBD1850+255.8m/1853.0m09-5-72103.42037.02036.6-0.403.173-6LBD1840+194.3m/1849.0m08-3-171905.91914.41926.111.70-1.069-14LBD1820+387.9m/1828m08-6-272073.21973.81973.6-0.204.808-5LBS1810+304.7m/1813.0m09-7-102169.42087.42084.6-2.803.913-2LBD1800+227.8m/1802.0m08-11-93058.92923.22915.1-8.104.702-4LBS1800+387.9m/1807.5m08-6-271982.31937.51942.95.401.997.5-2LBS1720+319.2m/1715.0m09-1-81017.0995.4996.71.301.995-13LBS1710+327.5m/1717.5m09-4-52024.21907.01909.62.605.667.5-106.2.2.3锚杆应力计锦屏一级水电站大坝左岸在12个监测断面共安装埋设了锚杆应力计20套。EL.1885m以下坝肩槽开挖边坡应力变化稳定。监测锚杆基本处于受拉状态，锚杆拉应力一般在77.8MPa以内，测得的最大锚杆应力为159.7MPa(EL.1620m54 0+278.77)，经过及时的施工处理，锚杆应力月变化量在-1.1MPa～3.67MPa范围内，锚杆应力变化速率一般在-0.314MPa/d以内。根据EL.1885m以下坝肩槽上、下游侧坡锚杆应力计监测成果统计表6-4，监测成果与本论文采用有限元分析方法得出的应力变化趋势和规律有一定的吻合性，说明分析思路和方法是有应用性的。表6-4左岸EL.1885m以下坝肩边坡锚杆应力计监测成果统计表应力值MPa设计编埋深经过工埋设位置埋设日期开挖号(m)程处理结束后后EL.1635m剖面rR42008-9-206.0-20.80-22.300+183.5m/1766.5mEL.1635m剖面rR52008-11-106.00.900.000+192.2m/1740mEL.1635m剖面rR62008-1-123.086.7885.970+215.4m/1853.0mEL.1675m剖面rR72008-5-273.0-59.42-59.060+212.2m/1822.5mEL.1675m剖面rR112008-6-223.0-26.41-23.810+274.9m/1798mEL.1675m剖面rR122008-9-123.08.2215.450+267.0m/1769mEL.1715m剖面rR142008-8-66.025.7526.200+126.7m/1792.5mEL.1715m剖面rR152008-10-196.0108.96108.520+149.3m/1755mEL.1755m剖面rR162008-1-123.020.8219.840+352.8m/1841.5mEL.1755m剖面rR182008-10-166.025.3123.980+324.0m/1751.5m6.2.2.4小结大坝坝基边坡开挖全部结束后，以上左岸EL.1885m-EL.1580m坝基监测成果表明，经过本论文建议的工程处理措施，之后各监测物理量变化平稳，目前总体55 来看，左岸EL.1885m以下坝基及开挖边坡岩体处于稳定状态。本论文研究的有限元数值模拟分析方法和思路有一定的指导意义。56 第7章结论本论文旨在探究锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽边坡的稳定性，结合收集的原始资料，选取了EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m四个典型剖面，用2D-σ有限元分析方法进行有限元数值模拟，分析其应力形变场特征；并进行典型剖面在天然、暴雨、地震以及暴雨加地震极端恶劣条件这四种工况下的极限平衡分析计算。根据上述分析结果，对拱肩槽边坡稳定安全进行全面分析评价，结论认为：锦屏一级水电站大坝左岸拱肩槽上游边坡基本稳定，但是由于EL.1755m附近开挖边坡距离f5断层比较近，对整体稳定性有所影响；EL.1635m、EL.1675m、EL.1715m、EL.1755m下游坡是顺向坡，受到了f2断层的控制，其整体稳定性较差。最后，本文将实际锦屏一级水电站施工过程中的边坡处理措施和最终开挖支护质量评价、边坡安全监测结果监测结论与本论文分析成果和相关的建议进行对比，佐证了研究结论的正确性和建议的可用性。特别需要说明的是：采用如下思路处理类似工程边坡稳定性分析，是可以指导工程施工的：全面搜集、熟悉、分析已有基础资料－工程地质分析及地质类比分析（地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体结构、力学特性）－建模分析（研究对象几何特性、物理力学参数、边界条件、本构关系等的确定）－应力形变场数值模拟分析研究－各种工况条件下（天然、地震、暴雨、暴雨加地震）稳定分析－综合分析总结。鉴于当前中国西部地区高拱坝建设如火如荼地在进行，本文的研究不仅可以从特定的角度验证锦屏一级水电站复杂地质条件下高陡边坡施工过程的一些技术分析，还将为未来的类似工程和相关工程积累资料和提供参考，具有现实意义，此研究成果在我国西部未来的水电开发建设中具有一定的应用前景。57 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致谢值此毕业论文完成之际，衷心感谢校内导师徐艳杰副教授和企业导师何金荣教授对本人的精心指导。徐艳杰副教授和何金荣教授严谨的治学态度和渊博的知识、孜孜以求的求知精神、谦虚诚恳的待人风范，给我留下了深刻的印象。学高为师，德高为范，两位老师的言传身教将使我终身受益！感谢清华大学工程硕士成都班的班主任潘淑红老师和各位授课老师的悉心教导和鼓励、帮助，感谢工程硕士成都班的全体同学的热情帮助和支持！向清华大学水利水电工程系所有的老师和同学、雅砻江流域水电开发有限公司的各位领导、同事致以最崇高的敬意和最衷心的感谢!你们是我前进的动力！60 声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。签名：日期：2015年11月1日61 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果个人简历1984年10月30日出生于河北省石家庄市。2003年9月考入四川大学水利水电学院水利水电工程专业，2007年6月本科毕业并获得工学学士学位。2013年2月考入清华大学水利水电工程系攻读水利工程领域工程硕士至今。发表的学术论文[1]程晓攀,贾孟强.锦屏一级大坝混凝土生产质量控制监理管理经验与成效.混凝土材料技术及其质量控制管理.北京：中国水利水电出版社，2013,355-361.62