面板坝趾板灌浆抬动机理研究

摘要

面板坝趾板是承上启下的防渗结构，是上游坝基灌浆时的压重板与工作平台，其主要作用是将面板与坝基防渗体连接成完整的防渗系统。实际工程中所遇到的趾板地基往往不是非常理想，常会遇到断层、夹层以及破碎带等不利地质构造，此外，面板坝趾板的厚度也不大，所以在面板坝趾板上进行灌浆时，面板坝趾板容易发生抬动变形，当面板坝趾板的抬动变形较大时，可能会撕裂趾板，从而影响坝体防渗，甚至导致坝体失稳。面板坝趾板的抬动是由于灌浆过程中岩体的抬动造成的，抬动变形除与岩性及岩体构造等有关外，主要与灌浆压力和注浆率有关，所以本论文主要研究的是灌浆压力对岩体抬动变形的影响，从基岩的灌浆理论、岩体裂隙的模拟以及岩体灌浆模拟等方面进行研究。
　　 本文以紫坪铺电站面板坝的趾板灌浆为研究对象，对面板坝趾板的施工工艺以及灌浆岩体发生抬动的机理进行了研究。通过对岩体表面裂隙的测量，确定岩体的三位密度，采用Poisson模型表示裂隙在岩体中的分布，运用逆建模的方法模拟出岩体的三维裂隙。在确定岩体裂隙分布特点的基础上，灌浆岩体模型采用圆盘形模型，并对模型作相关的假定，然后用ANSYS软件对岩体的单孔灌浆与双孔灌浆进行模拟分析，在同等条件下分析比较单孔灌浆与双孔灌浆对地基抬动的影响，根据现场实验和数值模拟计算成果，将灌浆压力与岩体抬动变形的函数关系进行了拟合，给出了0.2MPa～0.4MPa灌浆压力下对地基抬动影响的关系曲线，此函数关系表明：随着灌浆压力的增大，双孔灌浆对地表抬动的影响将会越来越大，所以在地质条件较差的情况下，应采用单孔逐次灌浆，以防止趾板的过大抬动。本论文的研究成果可以对今后面板坝趾板抬动的研究及施工中对抬动的控制具有一定的指导意义。