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1、 浅析水电站边坡岩体稳定性分级法的应用摘 要：对边坡稳定性分析smr法进行了介绍，并在smr分类方法的基础上进行了修正-csmr分类法。并将其应用于某水电站边坡工程岩体稳定性评价，提出了运用csmr分类法对边坡进行稳定性评价及支护措施的建议。关键词：水电站边坡 稳定性分级 rmr-smr分类方法 csmr分类法1 引言如何对边坡评价岩体的质量并对岩体质量进行分类，目前早已成为国内外有关专家学者研究的一个热点问题。为了便于对边坡进行岩体稳定性分析，有关专家学者就对边坡的岩体质量进行了分类，这种方法的依据主要是边坡岩体的结构特征。因为对边坡岩体的结构特征进行分类能够充分反映出边坡的各种地质特征，因
2、而对边坡岩体质量进行评价与分类能够有效的应用于边坡的稳定性分析，提供了一系列关于边坡岩体的定量数据以便于进行边坡工程的设计，在工程上评定边坡稳定性具有一定的指导和实践意义。本文介绍smr分类法，并在其基础上进行修正csmr分类法，使之适合于某水电站的边坡工程的稳定性分析。2边坡岩体的csmr分类法及修正smr分类方法是在rmr方法基础上演变而来的。romanam在前人研究成果基础上引入了边坡破坏模式、边坡面产状关系、边坡开挖方法、不连续面等一系列的参数，提出了可以有效对边坡的岩体质量进行分类和评价的方法smr方法。而csmr分类法在则是在smr岩体分级法基础上引入高度修正系数 和结构面条件修正
3、系数 的用于评价边坡岩体质量的方法csmr分类体系。其具体表达式如下：(1)式(1)中，f1f2f3为结构面产状修正系数，f4为由工程实践经验得出的边坡开挖方法的影响调整参数。f4的取值情况如表1。 为高度修正系数， =0. 57+ 0.43? hr/h ) ，h为边坡高度(m) ，hr= 80 m； 为结构面条件系数。3 csmr分类法的应用实例3.1 工程概况某水电站位于湖北省某县以西52km，该工程的挡水建筑物的坝型为混凝土重力坝，最大坝高74.5m，在其右岸的岸边建岸边引水式电站。混凝土重力坝后面的右岸有一个边坡，该边坡的岩体为粉砂质板岩，岩体的风化程度较剧烈。岩层的倾角大概在45?白
4、笥摇?3.2 地质背景概况该坝后面的右岸边坡呈近东西方向走向，倾向北，边坡的前缘宽约62m。该边坡的天然边坡坡角为33?白笥遥咂露娴钠露仍嘉?4?白笥摇愿帽咂陆惺诤螅咏哟膊糠值谋咂缕露任?:1，下部边坡的坡度为1:0.35，上部的坡度为1:0.70。进行人工开挖的边坡高达55m。边坡由中寒武系粉砂质板岩组成。岩层走向呈北偏东70?皛80?埃?倾向为南偏西，倾角为40?白笥摇咂绿迥诩捌渲芪薮蠖喜悖绿逦榷灾饕艿剿城愕陌逖也忝婵刂啤咂卵姨宓闹饕墓乖焯卣鳎悍凵爸拾逖抑行嘀寮浞忝嫫鸱黄健硗饣褂胁铣拇笮湍忧蝰拗宓釉谡庑嘀逯稀嘀宓陌氩蠖嗍?m。波幅从3cm至35 cm，起伏高差达1575 cm。边坡岩体呈现
5、出面状风化特征，风化程度较明显。岩体的风化层较厚，坡面的风化界线主要由岩体的层面控制，在坡的顶面上则为切层。大部分岩体的强风化层被人工挖掉，而弱风化层的岩体水平深度为1618 m。在弱风化带上部的岩体性质较差，弱风化带上部的岩体层面大多数张开并夹有泥石，其弹性波速为v = 15002300 m/s，岩体弱风化带中部弹性波速为v = 30004000 m/s，弱风化带下部岩体质量好，其弹性波速为v = 4800 m/s。3.3 分类参数选取对岩体分类计算的参数按以下步骤来选取:(1)从现场取回的岩样，通过试验机加载岩样试验得到的岩样的单轴抗压强度等数据，并根据类比的方法来对岩体单轴抗压强度进行取
6、值。(2)对边坡的岩体进行现场实测，得出的数据作为岩体的rqd取值。(3)岩体裂隙的间距一般采用现场实测数值以及实验室综合分析得出其取值范围。(4)裂面特征包括裂面粗糙度、张开度、裂面胶结度以及风化程度等因素。这些因素主要由边坡的主要特征、现场的数据和卸载状况、充填物的性状以及现场观测来进行确定。(5)地下水状态分为干燥、湿润、潮湿、渗水、涌水等几个级别，并对各种级别给予相应的分值。(6)为了便于计算，将水电站的边坡开挖高度按照实际边坡开挖高度的最大值来取值。(7)水电站的边坡坡度往往不是单一的，开挖边坡产状应根据边坡的实际情况，以现场实测为准，对于多坡度的边坡，则开挖坡度比一般采取平均加权值
7、。3.4 分类结果及评价按照比氏地质力学规定，对边坡岩体稳定性进行分类，我们往往根据五个参数来确定边坡岩体质量评分的分值。其中，参数的数值往往采用线性插值法来决定。对边坡岩体进行分类时，应根据边坡的坡度、倾角以及结构面的产状等特征得到调整参数，并对岩体质量分值进行修正。该边坡的走向与岩层走向所成的夹角为15?皛25?埃騀1 = 0.70.4；顺倾层状结构面的倾角 i = 34?埃騀2 = 0.68；对于自然边坡 i- s = 5?埃騀3 = 5，对于开挖边坡 j- s = - 10?埃現3 = 60；在边坡为自然边坡和预裂边坡的情况下，f4分别为15和10。将上述参数代入式(1)中求得边坡岩体
8、的csmr分类见表3。从上表可以看出，该水电站天然边坡未经开挖的情况下，该边坡的新鲜岩体的csmr质量评分为73.1，稳定性等级为级，下部弱风化岩体和上部弱风化岩体csmr质量评分分别为53.5和43.9，上下两部分岩体等级均为级。在边坡开挖的情况下，该边坡的新鲜岩体的csmr质量评分为68.1，稳定性等级为级。下部弱风化岩体和上部弱风化岩体csmr质量评分分别为48.5和38.9，上下两部分岩体等级分别为和级。将通过稳定性分级法计算出的岩体等级对比边坡的实际情况，可以发现：对于在未经开挖的天然边坡的稳定性评价与实际情况相符合。但是对于开挖边坡来说，通过csmr法评价的岩体等级要比实际边坡稳定
9、性等级要降低一个级别。造成这种偏差的主要原因是为结构面产状修正系数中的f3所占的比重比较大。当对边坡进行人工开挖是，结构面倾角要比开挖的边坡角小10?笆保蘼郾咂碌难姨搴徒峁姑娴那慷榷喔撸帽咂卵姨宓奈榷缘燃毒档汀?4 结语本文介绍了边坡岩体质量csmr分类法的方法，对边坡的稳定性情况进行了初步判断。对边坡稳定性分析可以依据csmr来确定边坡岩体稳定类别，在一定程度上评价水电站边坡岩体质量和稳定性, 预测可能的破坏模式并指出可能采取的治理方法。结合水电站右岸边坡的工程实例，得出的结论较符合实际情况，且方法简便易行，值得研究和推广应用。参考文献：1 孙东亚,陈祖煜.边坡稳定评价方法rmr-smr体系
10、及其修正j.岩石力学与工程学报,1997(1).2 李胜伟,李天斌,王兰生.边坡岩体质量分类体系的、csmr法及应用j.地质灾害与环境保护,2001(2).3 王哲.西南山区高等级公路岩质边坡稳定性分级研究d.成都:成都理工大学,2004.4 石豫川.山区高等级公路层状岩质边坡稳定性hsmr快速评价体系研究d. 成都:成都理工大学,2007.5 romana m.new adjustment ratings for application of bieniaw ski classification to slopes. in: int. symposium on the role of rock mechanics. isrm,zacatecas,1985:49-53.
