玄武岩层内错动带发育特征及对岩体影响和作用

摘要

基于地球系统科学和地质环境动态演化原理，依据大量现场实测资料，采用多种方法，分析了白鹤滩水电站坝址区玄武岩体内层内错动带的发育特征、结构性状和空间分布规律，探讨了LC成因机理和发育模式，研究了LC对坝址区岩体的影响和作用，为岩体力学研究和工程设计施工提供参考依据。论文主要研究了以下内容。 （1）对现场地形地貌、水文地质条件和地层岩性等进行详细调研，坝区层内错动带发育特征受工程地质环境的影响。（2）通过对坝区61个勘探平硐、钻孔、场地测量、现场试验和测试等对LC及其他软弱结构面的精测，并应用结构面网络模拟技术分析LC的发育和岩体结构特征。结果表明坝区结构面左岸较右岸发育，倾向以SE组最为发育且迹长较长；LC具有明显的物质分带性，起伏度较大，整体近似平行。（3）依据LC发育特征和岩体结构性状的研究，应用地质学和岩石力学理论，分析LC的发育模式。坝区LC发育主要有平行、共轭、羽状和扫帚状四种。（4）据发育模式和区域工程地质环境及演化特征的研究，结合数值计算方法，探讨LC成因机理和发育过程。LC的发育主要受河流下切和构造运动作用的影响，河流不同下切阶段，对应LC的发育特征和发育模式也不相同。（5）运用结构面网络模拟技术，依据现场试验和测试数据，分析不同发育特征的LC对岩体力学性质的影响。研究表明岩体强度与LC的剪切夹角和间距成正比，与迹长成反比，且LC及LC附近岩体的变形模量和波速较小。（6）运用块体理论和赤平极射投影原理，分析坝区范围内块体组合模式，并根据刚体极限平衡理论对坝区斜坡、坝肩坡体和可能失稳块体进行评价。LC对岩体的作用主要表现为岩体稳定性的控制性作用，该坝区由LC及其它软弱结构面组成块体及坡体基本处于稳定状态。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

1 前 言

1.1 选题依据和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 结构面

1.2.2软弱结构面

1.2.3层内错动带

1.2.4结构面对岩体的影响

1.3研究思路及技术路线

1.4主要研究内容

2研究区工程地质环境

2.1工程概况

2.2区域地质环境

2.2.1地层岩性

2.2.2地质构造

2.2.3新构造运动

2.2.4地震活动特征

2.3坝址区工程地质环境

2.3.1地层岩性

2.3.2地质构造

2.3.3地形地貌

2.3.4水文地质条件

3层内错动带发育及分布特征

3.1产状

3.1.1右岸

3.1.2左岸

3.1.3两岸产状综合分析

3.2间距

3.2.1主要LC间距

3.2.2综合LC 间距

3.3厚度

3.3.1主要LC厚度

3.3.2其它LC厚度

3.4延展长度

3.4.1 第①类错动带长度及其分布特征

3.4.2第②类错动带长度

4层内错动带空间展布特征

4.1 LC窄间展布模型及方程

4.1.1空间展布模型

4.1.2空间方程

4.2错动带空间展布特征的模拟

4.2.1 结构面网络模拟原理

4.2.2结构面分组与几何参数概率模型的建立

4.2.3 结构面网络模拟成果展示

5层内错动带结构性状

5.1结构与物质组成

5.1.1 泥带

5.1.2 角砾化带

5.1.3 影响带

5.2形态特征

5.3 性状

5.3.1 紧密程度与成岩程度

5.3.2泥化程度

5.3.3地下水状态

6层间错动带、断层发育及分布特征

6.1层间错动带

6.1.1 发育特征及结构性状

6.1.2分布特征

6.2 断层

6.2.1 发育特征及结构性状

6.2.2分布特征

7层内错动带成因探讨

7.1 LC发育过程

7.1.1初期发育阶段

7.1.2 中期发育阶段

7.1.3 整体规模形成阶段

7.1.4大规模发育阶段

7.2 LC发育机理模拟

7.2.1 宽谷期LC的发育

7.2.2峡谷期LC的发育

8层内错动带对岩体的影响

8.1对岩体强度的影响

8.2对岩体变形模量的影响

8.2.1变形点ZBX11变形试验

8.2.2变形点ZBX10变形试验

8.3对岩体弹性波速的影响

8.3.1单孔波速试验

8.3.2跨孔声波穿透试验

9层内错动带对岩体的作用

9.1 对边坡块体稳定性的作用

9.1.1块体边界条件

9.1.2块体组合

9.1.3边坡块体稳定性计算

9.2对坝区斜坡和坝肩边坡的稳定性作用

9.2.1边坡滑向分析

9.2.2坝区斜坡稳定性分析

9.2.3坝肩坡体稳定性

10 结语

10.1主要结论

10.2主要成果

10.3尚待进一步研究问题

参考文献

在读期间的研究成果

致谢