北山沙枣园花岗岩岩体不同尺度结构面几何特征研究

摘要

花岗岩是我国高放废物处置库的候选围岩,其中发育的多尺度结构面对处置库的密闭性有关键影响。以北山沙枣园岩体为研究区域,选择II,III,IV^V级结构面为研究对象,在调研的基础上,采用野外测量的方法,获取多尺度结构面的迹长和产状参数。运用数理统计方法分析多尺度结构面迹长分布,相较于指数分布,幂律分布更符合多尺度结构面的迹长分布,呈现尺度无关的标度统一性,标度为2.236。采用基于粒子群算法的K-means聚类算法,分析多尺度结构面的优势产状,II级结构面的优势走向在NW320°附近,倾角为56°~76°,III级结构面的优势走向为NW304°~314°和NE43.5°,倾角分别为71.3°~72.9°和82.3°,IV^V级结构面最优结构面走向为NE38.8°~41.5°,优势倾角为70.0°~70.9°,呈现尺度相关的差异性。基于结构面'梯子'形态产生机制,结合大尺度结构面走滑应变生成次级结构面的模型,提出'梯子–剪切'模式,解释不同尺度结构面组合形态原因,建立沙枣园岩体多尺度结构面的成生联系。