3 计算模型、计算公式及计算结果

3.1 计算模型

由赤平投影图知,F12断层与②组节理切割形成的楔形体为不稳定块体,楔形体交棱线倾向为359°、倾角为40°,易沿裂隙②及F12断层断层面侧向滑动。切割的不稳定楔形体模型见图1。

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图1 切割楔形体模型图(单位:m)

3.2 计算工况

根据《水利水电工程边坡设计规范》(SL 386—2007),泄洪洞进口边坡级别定为2级。场区地震基本烈度为7°,地震加速度为0.1g。根据水库运行方式,泄洪洞进口边坡的稳定计算工况及允许安全系数见表2。

表2 计算工况及允许安全系数表

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3.3 地质参数

进口左侧边坡切割块体模型所处地质条件基本物理力学参数是:中元古界汝阳群(Pt2r)岩石的天然密度、饱和密度分别为2.68g/cm3和2.70g/cm3,岩体之间的抗剪断系数及黏聚力分别为1.3MPa和1.4MPa;F12断层夹层的天然密度、饱和密度分别为2.10g/cm3和2.15g/cm3,岩体之间的抗剪断系数及黏聚力分别为0.38MPa和0.05MPa;岩石裂隙的岩体之间抗剪断系数及黏聚力分别为0.45MPa和0.08MPa。

3.4 安全系数计算公式

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式中各参数意义见《水利水电工程边坡设计规范》(SL 386—2007)中附录D。

3.5 计算结果与加固措施

地震工况地震惯性力取最不利情况,惯性力作用方向为359°。由式(1)计算得边坡锚索加固前、后楔形体抗滑稳定安全系数的成果(见表3)。

表3 锚索加固后各工况抗滑安全系数计算成果表

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表3中“锚索加固前抗滑稳定安全系数”显示,正常工况仅设计洪水位满足规范要求,非常Ⅰ工况中骤降工况不满足要求,需采取加固措施,经分析,采用锚索加固方案合理。在楔形体坡面施加5根150t锚索,锚索的参数:指向为179°,俯角为10°。经加固后复核计算,各工况抗滑稳定安全系数满足要求,计算成果见表3“锚索加固后抗滑稳定安全系数”。