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图 13 模型塑性区分布
由图 13可以看到:在 K = 6.8时,均质地基上 CSG坝已经与地基产生贯通裂缝,整体结构处于即
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将发生滑动破坏的状态。19坝段在 K = 6.4 时,坝基破坏的滑移通道主要是 10f2与 f114断层形成的,
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在 f115断层形成的滑裂面对坝体影响较小。但由于两结构面没有出露,坝趾与该区域的地基受到严重
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的拉剪破坏。18坝段在 K = 6.0 时,18坝段的 F31、10f2断层形成斜向下游的滑裂面,f114、f115断
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层形成斜向上游的滑裂面,10f2、f114和 f115断层形成明显的滑移通道;在 10f2断层末端也有明显的
挤压破坏情况,并逐渐与 f114、f115连通形成大范围塑性区,说明该范围内的岩体遭到了严重破坏;
坝体结构并没有发生塑性破坏。
有限元模拟选取了影响模型破坏的主要断层,整体裂缝的发展、破坏的趋势和地质力学模型试验
基本相同,相互验证了双斜滑动面地基对 CSG坝破坏模式影响的结果。
3.7 模型加固方案及验证 为了反向验证地基各断面对其破坏程度的影响,采用混凝土加固的方式对
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模型地基进行处理。在 3.4节中,下游面的滑移通道主要集中于 f115断层,分别将 18坝段中的危险
断层 F31、10f2、f115加固,有限元模型通过 Ansys有限元软件改变断层中的材料特性及接触属性。三
种加固方案模型的最终破坏图见图 14。
(1)方案一:仅加固 F31断层后,如图 14(a)。坝体受到超载水压力后仍呈现出随滑移区的滑动
破坏;f115和 f114断层产生较大的塑性破坏区,10f2断层末端有明显的挤压破坏,模型由于滑动破坏
已经失去了承载能力。
(2)方案二:加固 10f2和 f115断层后,如图 14(b)。双斜滑动面地基形成的滑移通道已经完全固结,
地基完整性有了大幅度增加。但是,由于 F31断层未开展加固工作,模型的极端破坏情况导致地基 F31断
层受拉开裂,其严重影响着工程运行。模型的沉降和坝趾抬升已经有了明显的好转,f114断层和 f115断层
仅受到严重挤压破坏,未形成滑移通道;坝体结构的受力条件得到了极大改善,塑性破坏区明显减小。
( 3)方案三:加固 F31、10f2、f115断层,如图 14(c)。坝体的破坏模式受到双斜滑动面地基影响
较小,在坝踵和上游面地基出现的拉剪塑性变形区明显减小;坝体结构出现坝趾下沉、坝踵抬升的旋
转趋势,f114、f115断层仅在坝趾处受到挤压破坏,且与 10f2断层连接处的塑性区强度也相对降低,
地基的整体性得到很大提升,均不对工程运行造成重大影响。持续进行水压力超载,在 K = 6.8~7.0
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时有限元计算结果不收敛,到达了模型整体的超载破坏安全系数,相比之前有了明显的提升。
图 14 加固模型破坏
综上分析,在加固 10f2、f115断层后,坝体、坝基的塑性区及变形强度明显减小,坝体滑移、沉
降得到了很大的改善,表明 10f2和 f115断层形成的滑移通道是造成 CSG坝破坏的主要影响因素;但
由于 F31断层位于接近坝踵的位置,在水压力的作用下模型有了明显的拉裂破坏,虽坝体没有较大的
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