水位周期性大幅涨落下库岸高边坡软弱节理岩体流变机理与长期稳定性研究

随着西部水电工程的相继蓄水运行,研究库岸高边坡软弱节理岩体在水位周期性大幅涨落影响下的流变破坏机理和长期稳定性具有十分重要的意义。以库岸高边坡的典型代表－龙滩水电站高边坡软弱节理岩体为研究对象，通过一系列动态渗透压作用下节理岩石、结构面的流变试验，模拟水位周期性大幅涨落下节理岩体的流变过程，揭示动态渗透压作用下节理岩石、结构面流变机理与非线性破坏规律，建立动态渗透压作用下节理岩石、结构面的流变模型与参数；以同伦进化神经网络位移反分析方法为桥梁，以室内岩石、结构面流变模型和参数为基础，反演得到高边坡软弱节理岩体的流变模型和参数；研究模型和参数不断更新的方法，提出水位周期性大幅涨落影响下高边坡软弱节理岩体长期稳定性的综合集成分析方法。对研究对象进行流变计算分析，并与现场监测位移相验证，最终实现对研究对象稳定性的评价与预测。为我国水电工程蓄水运行期高边坡长期稳定性的评价、预测与控制提供重要支持。

随着西部水电工程的相继蓄水运行,研究库岸高边坡软弱节理岩体在水位周期性大幅涨落影响下的流变破坏机理和长期稳定性具有十分重要的意义。以库岸高边坡的典型代表－龙滩水电站高边坡软弱节理岩体为研究对象，进行了一系列的动态渗透压作用下节理岩石、结构面的流变试验，通过国际著名岩土工程软件模拟了水位周期性大幅涨落下节理岩体的流变过程，通过计算分析，揭示了动态渗透压作用下节理岩石、结构面流变机理与非线性破坏规律，建立动态渗透压作用下节理岩石、结构面的流变模型与参数；反演得到了高边坡软弱节理岩体的流变模型和参数；提出水位周期性大幅涨落影响下高边坡软弱节理岩体长期稳定性的综合集成分析方法。对研究对象进行了长期流变计算分析，并与现场监测位移相验证，最终实现对研究对象稳定性的评价与预测。.1)获得了泥岩、饱水砂岩与花岗岩的剪切流变特性及模型；.2)开展了砂岩及结构面在干燥与饱水循环试验条件下的剪切蠕变特性研究；.3)获得了温度损伤-应力耦合下砂岩的改进西原流变模型；.4)开展了泥岩与砂岩在动态渗透压和应力耦合作用下的三轴蠕变特性研究；.5)开展了岩石流变力学参数向岩体流变力学参数过渡的研究；.6)改进和完善了高边坡软弱节理岩体流变模型与参数的同伦进化神经网络位移反分析辨识方法；.7)开展了砂岩和泥板岩在饱水-失水循环劣化作用下的损伤流变本构模型研究；.8)使用VC++编程对DNBVP模型进行了基于FLAC3D软件的二次开发研究；.9)选取了龙滩水电站坝址区流变体B区的典型剖面开展了应用研究，进行了动态渗透压与应力耦合损伤作用下的长期流变计算。将室内岩石流变试验与现场监测数据相结合，根据提出的“非线性黏弹塑性流变模型(DNBVP模型)”，采用“BP-PSO算法的边坡位移反分析方法”，反演得到了高边坡消落带岩体的DNBVP模型的最优流变参数，并将其应用于库区高边坡在水位大幅涨落条件下的长期流变计算中，再将监测点的反演计算位移值与现场实测值进行了对比，结果表明现场实测位移值与流变计算值的变化趋势与量值均较为接近，表明了本课题采用的通过“基于BP-PSO算法的边坡位移反分析法”和提出的“非线性黏弹塑性流变模型(DNBVP模型)”的正确性。最后对龙滩水电站坝址区左岸B流变体典型剖面高边坡模型在水位周期性大幅涨落影响的条件下，进行了长期流变计算与预测分析，为其它类似的水电工程实贱提供了重要参考。