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三河口拱坝建基岩体特征及坝肩稳定研究，硕士学位论文，共164页。
摘 要
三河口水利枢纽为引汉济渭工程的两个水源之一，是整个调水工程的调蓄中枢。拱坝坝高 145m，水库总库容为 7.1 亿 m3，调节库容 6.6 亿 m3。坝址区工程地
质条件复杂，断裂及节理发育，对坝肩的稳定有一定的影响。可利用岩体为变质砂岩、结晶灰岩，局部夹大理岩、伟晶岩脉及石英岩脉，该类岩体主要为坚硬岩，但在纵波波速、力学参数上存在较大的波动性，根据现行规范在划分岩体结构、岩体风化及岩体质量方面与实际存在一定的偏差，划分结果不能真实反映岩体的工程地质特征，直接影响建基面的选择。如何准确评价建基岩体的特征，安全、经济的选择建基面的位置，以及根据选择的建基面进行坝肩稳定性的分析，成为该工程重要的研究课题。
论文以三河口拱坝建基岩体为研究对象，重点开展建基岩体的结构、风化划分和岩体质量评价，在此基础上进行建基面的选择及坝肩稳定性分析研究，主要取得的成果如下：
（1）开展了大量的岩体变形试验、直剪试验、波速测试、钻孔变形试验等现场原位试验，重点研究了变质砂岩、结晶灰岩的力学特性，获得了一系列岩体力学参数，建立了岩体变形模量与波速的关系。
（2）通过区域断裂特征、震源机制解、地应力测试、有限元数值模拟等方法，确定该区最大主应力方位为 NE 向；根据坝址区横剖面应力场的数值模拟结果，把河谷应力场分为 5 个带，获得了每个应力分带的基本特征。
（3）在对结构面发育特征进行分析的基础上，采用结构面间距、完整性系数、RQD 等定量指标，结合水利水电工程地质勘察规范，提出了三河口拱坝坝址区岩体结构分类标准。根据坝址区岩体结构分类结果，中坝线岩体结构较上、下坝线更好。
（4）利用纵波波速、波速比、完整性系数等定量指标，根据现行规范的规定，结合现场平硐的调查，对坝肩、坝基进行岩体风化程度的划分。划分结果表明右岸坝肩岩体风化程度整体高于左岸。
（5）建立了以变形模量、纵波波速、完整性系数、岩体抗剪强度指标、岩体结构类型等为代表性指标的三河口建基岩体质量分级标准。采用 BQ 分级标准、《水利水电工程地质勘察规范》（2008）标准及本文分级标准对三河口坝址区岩体进行质量分类，分类结果表明本文分级标准更合理、经济。
（6）采用拱梁分载法、有限元法对三河口拱坝拱端应力进行了分析，并选取控制性指标建立了三河口拱坝建基面选择的量化标准，最终确定了三河口拱坝建基面界限。
（7）利用三维数值模拟计算分析了建基面上部岩体挖除后岩体的应力、变形特征，以及在基本荷载作用下坝肩的变形特征、应力特征及稳定情况。计算结果表明，在正常工程荷载作用下，坝肩岩体整体是稳定的。
关键词：三河口拱坝、岩体结构、岩体质量、建基面标准、坝肩稳定性

1 绪论
1.1 选题依据及研究意义
我国是一个水能资源非常丰富的国家，但分布十分不均，其中 68%分布在云、贵、川、渝等西部地区。随着我国经济的快速发展，特别是西部大开发的大力实施，合理、有效的开发我国西部丰富的水力资源，将是保证我国经济持续、稳定发展的重要因素之一，也是保证西部地区人民正常生活的有力举措。
西部地区由于受印度板块与欧亚板块强烈挤压作用的影响，致使地质环境十分复杂。主要表现为：构造运动强烈、地震频发，地质构造复杂，深大断裂发育，岩土体性质不均，不良地质现象发育。在这样复杂的地质环境下进行水利枢纽工程建设，对坝体结构及建基岩体提出了更高的要求。在水电工程中，拱坝工程以其特殊的结构性能而备受青睐。拱坝是一种超静定结构，具有较强的稳定性和抗震能力，还是一种节省材料的经济坝型[1]。二十一世纪以来，我国有一批高拱坝先后建成，如二滩（240m）、拉西瓦（250m）、溪洛渡（278m）、小湾（292m）、锦屏一级（305m）等[2]。说明在地质环境复杂的地区进行水利枢纽工程建设，拱坝具有重要的应用前景。拱坝在安全性及经济性方面虽较其它坝型有较大优势，但对坝体的稳定性要求也更为苛刻。拱坝的稳定性主要有两方面决定：一是坝体结构强度决定，为可控制因素，通过选择适合的材料、合理的施工方法、严格的施工组织管理使其达到设计要求；二是地质条件决定，为客观性因素，主要表现为坝基、坝肩的工程地质特征，需通过详尽的工程地质勘察对其进行认识，并进一步开展岩体结构、风化特征、岩体质量分级等研究，准确获得岩体物理力学参数，合理地进行岩体质量分类，为建基面的选择及拱坝设计提供重要依据。因此，建基岩体的工程地质特征是拱坝稳定性的主要决定因素之一，开展拱坝建基岩体的工程地质特征评价研究，对于水利水电工程建设具有重要的理论意义和实际应用价值。
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