开阳县那卡河水库工程库岸边坡破坏形式及稳定性分析

兰绍华

开阳县那卡河水库是贵阳市水资源综合利用与开发规划的重点水源点之一，位于开阳县永温乡。水库所在河流为那卡河，为乌江一级支流。水库大坝距开阳县永温乡政府所在地3.8 km，距开阳县城区15 km。水库区河流为山区型河流，两岸山体雄厚，河谷狭窄深切，相对高差为200 m～300 m，岸坡地形坡度较陡，河谷走向大多一致，总体走向近北南向，与岩层走向近于平行，多为走向谷。河床高程为949 m～1016 m，纵坡降为16‰，河床宽20 m～40 m，河槽两岸地形坡度一般为50°～85°，河谷横断面多为“V”型，局部河段河谷两岸为陡立的箱型谷水库所在地两侧山体陡峻，通过采用有限元法对具有代表性的水电站左侧边坡进行数值模拟，了解边坡的受力状态、破坏机理及稳定性，为工程安全评价提供参考。

1 计算模型

根据工程现场地质勘察报告，建立坡面网格模型。分析采用平面应变的模式，右侧边界选取河床中心位置，左侧距离右侧长604 m，底部边界取为河床以下120 m。范围大于6.1的分析边界和界限，采用6节点的三角形单元，共有5990个单元，12244个节点，采用上述方法生成的空间模型见下图。（泥岩的层面按实体单元考虑，灰岩的层面按接触面进行模拟）

图1 上游剖面计算模型

2 约束条件和初始条件

模型坡面假设为自由边界，底部为固定约束边界，两侧为单向边界。在应力初始条件下，忽略构造应力的影响（现场地质勘察的钻孔未出现饼状岩芯，且地下有溶蚀现象，河谷深切，岩体卸荷作用充分，几乎无构造应力影响），只考虑自重应力和水压力。……