电源转换芯片TPS5430及其应用

电源转换芯片TPS5430及其应用 电站坝址下游滑坡变形破坏机制物理模拟研究 1 2 1,,刘 洋唐鸣发王亚昆 ( 1,610059; 2, ,310014),中国水电顾问集团华东勘测研究院浙江 杭州 成都理工大学四川 成都 : 、、摘 要在对金沙江某水电站滑坡的形态及变形特征结构及物质组成特征以及滑床特征等实际情况认真调查的基 ,, ',,础上选取贯穿滑坡体的? ?主剖面利用物理模拟研究方法中的底摩擦试验再现了该边坡变形破坏的部分过 ,,, 3DEC ; ,程并对变形及最终破坏机制进行了深入确定该滑坡属滑移 弯曲型同时通过与 离散元程序模拟研究 ,。及该边坡变形破坏的实际情况之对比分析充分验证了该物理模拟研究方法的可行性 : ; ; ; ; ; 关键词底摩擦试验破坏机制滑坡变形离散元模拟坝址下游西南地 区: TV314:A1672-643X( 2012) 02-0100-04: 中图分类号 文章编号文献标识码 Physical simulation on the sliding deformation failure mechanism at downstream slope of a hydropower station in southwest 1 2 1LIU Yang,TANG Mingfa,WANG Yakun ( 1, ChengduU niversity of Technology,Chengdu 610059,China; 2, East China Investigation and Design Institute,CHECC,Hangzhou 310014,China) Abstact: This paper based on itnheve stigation of catual distortion and damage of ltohew- angle dip r bed- ding slope,such as thec haracteristics of the shape anddefo rmation,the structure and matter constituent for the landslide in a southwest hydropotwaerti on,sreappeaed the part processd efofor mation sing the-' main section of thel andslide and using basa contactfri ction expriment failure by choo- ?? in the physical simula- tion method, synthetically analyzed the deformation of different phases and the final failure mechanism,and eventually confirmed that thel andslide is belong to sliding-compression cracking, At the sameti me,accord- ing to thec omparison of the researfchin dings of thep hysical simulation methodw ith the outcomes 3ofDE C distinct element analysis and landslide stability analysis and with the catual distortion and damage tofhe landslide,this paper still adequately demonstrated the feasibility of thep hysical simulation method, Key wods: test of basfe ri ction; failure mechanism; sliding deformation; distinct element r simulation; downstreaml opse; southwest ofChi na 通过大量的野外调研得出了滑坡形成的一些初步结 0 引言,论为了进一步验证滑坡的变形破坏机制进行了该 ,。在中国物理模拟研究方法应用于斜坡岩体的 项模拟试验 20 70 。稳定性分析起始于 世纪 年代它具有两个突 1 滑坡基本特征: 出的意义一是能够直接观测和记录研究对象的变 、; 形破坏演变过程二是可以通过试验应力分析获得 形态特征 1, 1 研究对象的变形演变过程中各阶段的应力分布状态 , 滑坡位于金沙江某水电站坝址下游左岸距中 2 , 以及由于变形与局部破坏导致的应力重分布情况6, 0 :7 , 5 km,2, 795 km,坝址 分 布 面 积 约 体 积 ,1 , 3,。故近年来有较大的发展目前国内底摩擦试验 3 2, 42 m,。,亿 为巨型滑坡该滑坡形态特征明显后 ,力场相似的性质利用模型和底面之间的摩擦力 ( ) ,3 。模拟模型体积力重力原理如图 所示底摩 ,试验原理即将研究对象的剖面制成模型平放在 ,以持续移动的底板上并使原剖面的深度方向与 。,板移动方向一致随着底板持续移动模型也随 。,移动在底板移动方向有一固定框架当模型受 ,这一固定框架阻挡时在模型与底板接触面上每 F:点就形成摩擦阻力 F= ( P + t) ( 1γμ m : P ; 式中为作用于模型法向单位面积上的压力γ ; t ; 模型材料的 密 度为 模 型 的 厚 度μ 为 模 型 与 接 。,面滑动摩擦系 数物理模拟以相似 原 理 为 基 础 ,1 立研究对象和模型试验之间的相似关系保证模 图 滑坡全景图 。试验中出现的物理现象与原型相似模型与研究 1, 2滑体结构特征 ,、象相似需要在几何条件受力条件和摩擦系数方 , 原始岸坡地层岩性比较简单主要为奥陶系中,1 , 5, 。满足一定的关系 ,。统巧家组和大菁组两地层为整合接触 ( 1) Oq) 。,1 400 m ( 巧家 组 岩层产状变化较大2 N10? :2 0? E,SE20? :3 0?,高程以下为 ?后 缘 分 ,40? : 60?。水岭一带倾角变陡可达 岩性主要为 ,,,,瘤 状灰岩较软弱遇水易软化水理性质较差为本 ,。区 主要的易滑地层控制了边坡岩体的变形破坏 ( 2) ( Od) 。( Od) 大 箐 组 大 箐 组 岩 性 主 要 为 2 2 3 图 底摩擦模型试验原理示意图 ,, 白云岩夹灰色白云质灰岩岩层产状与巧家组相同,,根据圣维南原理当模型足够薄时认为摩擦 。,,整合于巧家组之上岩体坚硬完整性较好表部岩 ,能够均匀作用在整个厚度上可以模拟原型在天 。体受风化卸荷的影响完整性较差 。,状态下受到的重力作用试验所采用的设备是 大箐组与巧家组接触带的瘤状灰岩抗风化能力 都理工大学和四川大学在多年探索和经验积累的 ,,较弱在地下水长期浸泡条件下其力学强度下降相 ,,础上根据底摩擦试验的基本原理共同设计的一 ,对较快在上覆岩体重力作用下很容易产生顺层错 ( 4) 。全自动化底摩擦试验仪器见图 。动因此巧家组瘤状灰岩上部地层及与大菁组的接 。触带构成边坡岩体的潜在破坏面其地质剖面简化 2。图见图 4 图 自动化底摩擦仪 : 该仪器的最大优点是橡皮带转速可随时控制 ,增减速均匀不会出现摩擦力变化剧烈的不稳定 1022012 水资源与水学报 年 ,,62, 3 N 。橡皮带转速而进行调节控制以便适应实际要求且 左右过程中摩擦力保持在 。 可根据实际情况随时暂停 、3 试验过程现象及结果初步分析2, 2 模型建立 , ' ,,本次滑坡成因机制模拟主要考虑滑坡形成前的针对滑坡体 ? ?剖面根据前面 所 述首 ,。,,滑坡岩性及构造情况本次模拟试验区的主要岩性 先 进行简化制模试验开始后结合实际情况具体: ; 。为白云岩和瘤状灰岩而构造条件主要为倾向坡外 过 程及分析评价如下 ,。的顺层层理无大型的区域断裂滑坡实际底边长 3, 1试验过程及现象 3 200 ,m1 765 m 1? 4000;,“”高 模型试验决定采用的比 将做好的骨架层先置于底摩擦仪上先; 0, 8 m,0, 441 m。 ,,例模型底边 高 依据实体研究对 按滑坡剖面形态摆放并注意将向斜根部压紧将混合土 ,,,。80 ×56 cm 。象与模型的长度比将实体高度缩放为模型高度即 置于其间压密制成 长 方 体 样面 上 。,,实体与模型的长度方向和高度方向的比值相同 为了便于观察裂缝撒上膨润土粉末并抹平试验前 ,5,而对于模型材料的选取因为研究对象滑坡体 准备好的模型如图 图中所显示的为滑坡体 破 坏 ,,,,结构复杂选用材料不可能完全满足真实配比另外 前的天然形态上下两个面分别是滑体和基岩部分 ,,这里主要为变形破坏机制的模拟因此为了材料的 ,。中间滑带用锡纸铺隔两侧及底部取为约束边界 ,6,,选用的合理和使用方便对滑坡体结构进行了简化 ,3 :根据模拟研究这类变形演变可分为 个阶段 ,,21, 4( 1) : ,处理即重度取整个滑体土 平 均 值其 大 小 为 轻微弯曲阶段试验开始后不久可见浅层 3 kN / m,,0, 754 ( , =摩擦系数亦取平 均 值大 小 为 φ滑面以上坡体内顺层的微裂纹开始发育滑坡体前 ,,37?) 。,部有部分的破坏同时顶部也出现少许裂纹向下发 模型材料按照物理模拟惯例采用由重晶石 ( 6) 。、。 育见图 粉石英砂和液体石蜡混合而成的可塑性材料在 ,C= 1 ,( 2) 、: 配比方面根据摩擦相似系数 的要求对重晶 强 烈 弯 曲隆 起 阶 段随着试验的继续进 f 、,,,石粉石英砂和液体石蜡按不同配比配合并施加同 行滑体前部的破坏加剧近于直立的微裂与层面交 ,; ,互贯通并且滑体部分发生拉裂变形滑体中部的浅 样的外力适当压实制作试样分别对其物理力学性 ,,,质进行试验在此基础上再通过特定的击实试验确 层层面上出现一条顺层面向深处发育的微裂隙裂 。1 ,定达到实际固结情况下的密实度表 即为确定比 缝自下而上近于直立的微裂纹也开始扩大并向后 ,。较合理配比情况下的击实试验结果最终试验选用 贯穿至坡体顶部 15 ,1。( 3) : ,击击实数制模结果见表 切出面贯通阶段到试验终止时滑体前缘 3 ,; 滑体浅层部分基本解体破坏较严重中后部滑体滑 kN / m,kPa,( ?)1表 模型材料土工试验成果表 ,,体发生明显的顺层滑动同时伴随有向深处发生的 密度 ? 试验 重晶石粉石英内聚力 内摩擦 c ?砂 ,,拉裂缝中后部的滑体只有部分破裂总体上显示出 ρ 编号角 φ s 液体石蜡161? 30? 21, 016, 536, 4模型 ( 7) 。 滑体向前滑移的迹象见图 9 221, 116, 836, 6模型 3, 2结果初步分析 60, 5? 30, 5? 321, 417, 037, 0模型 , 从图片中可以看出裂缝最初由滑坡表面开始9 ,,,,发育随着试验的进行逐渐向深部发展直至破坏 60? 30? 3 最终选用最接近击实结果的模型 之配比进行 。, '这与滑坡体顺 层 产 状 有 关由 该 滑 坡 ? ?剖 10 。, 本次物理模拟试验研究最后根据以上简化建模面 , 并结合原型与模型之间的相似系数关系确定试验: 的物理模拟结果可得出如下结论 ( 2) ,,。滑体整 体主要以顺层滑坡为主受 其 前 缘体阻挡变形相对较小 , ,破锁固段的影响造成坡角附近顺层岩体受纵向压通过物理模拟实验结果与离散元结果分析 ,,力该坡体在前缘产生强烈变形因此其中后部破坏 ,散元结果与物理模拟结果较为吻合但并不能很 。。 程度相比滑体的前部较小 的模拟出滑坡渐进性破坏的过程 ( 3) ,对深层 滑面以上的整个坡体来说出 现 稍 5 结语,,微的 滑 动 迹 象虽 然 滑 距 小但考虑到滑坡是以 1?400 0,。的比例缩小故整个滑坡的滑距不容忽略 通过对该库区滑坡的变形破坏机制物理模拟 ,: 析可得出如下几点认识 4 离散元数值模拟验证( 1) —“”验证了 滑 移弯 曲 型 这种坡体 3DEC ( 3Dimension , Distinct 本 文 采 用 变形 坏机制主要发育在中 陡倾外层状体斜坡 Element ,Code) 中尤 在薄层状岩体及延性较强的碳酸岩类层状离散元软件对滑坡变形破坏进行数值模拟分 ,8 9 。。析模拟结果如图 和图 所示 岩体较 多见 ( 2) ,滑坡变 形破坏部位主要集中在前部同 ,后部变形破坏较轻微破坏性质属于坡体深部滑 , 。弯曲型 ( 3) ,离散元 分 析 结 果 证 明物理模拟分析结 、。 是正确的可靠的 :参考文献 ,1, ,,,, 108 石豫川冯文凯冯学钢兰 波国道 线某段缓倾 ,J,, 顺层边坡变形破坏机制物理模拟研究成都理工 ( ) ,2003,30( 4) : 671 , 677,学学报自然科学版 ,2,,,,, 冯文凯石豫 川柴 贺 军等斜坡填筑路堤变形破坏 ,J,,,2006,25 ( 3 )理模拟 研 究岩石力学与工程 学 报 8 图 天然状态下滑坡体位移云图 2861 , 2867, ,3,,,,, 冯文凯石豫 川柴 贺 军等缓倾角层状高边坡变形 ,J,,200,4,17 ( 4 )坏机制物理模拟研究中国公路学报 32 , 36, ,4,,, 卢 达黎 梦 军基于底摩擦试验的 岩石边坡变形研 ,J,,,2010( 10) : 70 , 72,铁道建筑 ,5,,, 蔡国军裴 钻反倾互层岩质边坡开挖物理模 拟 试 验 J,,200,7,14( 10) : 126 , 130,,究水土保持研究 ,6, ,,, ,M,, 张倬元王士天王兰生工程地质分析原理北京 ,1981,地质出版社 ,7, , 徐 进斜坡变形破坏几种基本地质力学模式的物理 9 试验进行状态下滑坡体位移云图图 ,D,, : ,1987,拟研究成都成都理工大学