柱状节理

摘要： 白鹤滩水电站右岸尾水管检修闸门室岩壁吊车梁部位受柱状节理玄武岩、层间错动带C_(4)及C_(5)、断层和高地应力影响,开挖面局部成型质量较差,尤其是下游侧岩壁超挖情况普遍,壁座下拐点以下最大超挖高度达6 m。针对岩壁吊车梁不同缺陷形态,采取支护加强、结构修补、护臂支撑等加固措施,并对加固措施进行分析评价。

摘要： 最近在进行四川省矿产资源国情调查时,在四川省汉源县轿顶山新元古代苏雄组流纹斑岩中发现了形态完整、规模较大的柱状节理。柱状节理通常发育于玄武岩之中,酸性火山岩中的柱状节理十分罕见,到目前为止未见有新元古代火山岩中柱状节理的报道,是具有重要科学意义和美学价值的地质遗迹。1研究方法对新元古代苏雄组流纹斑岩中发现的柱状节理,在野外对其岩性、形态、大小进行了观察、测量,对出露的范围进行了追索,结合区域地质资料、测年结果等对其进行综合分析。

摘要： 侵入岩油气藏广泛分布于世界各盆地中,具有良好的油气勘探潜力.但对原生孔隙发育的岩脉储层模式的研究尚未引起足够的关注.本文以新西兰基督城Lyttelton火山西北部的中新世浅成岩脉为研究对象,根据野外露头调查、孔渗测试、图像分析和经验公式的渗透率计算,对其孔隙构成、储层分布模式和储层控制因素进行分析.结果 表明:该区浅成侵入岩为孔隙-裂缝型储层,储集空间以气孔为主,冷凝收缩缝次之;气孔可见定向拉长的大直径椭圆形和离散的小直径圆形两类,对孔隙度的贡献以前者为主;柱状节理可见规则和不规则两类,后者的裂缝面密度较高;具有中孔-中渗的特征,局部高孔-高渗;柱体横截面形态和规则性是影响地层渗透性的关键因素.整体上,浅成岩脉从下到上孔隙度由小变大,柱状节理由规则变为不规则;气孔可由柱状节理沟通,其连通性受柱状节理缝间距、缝宽,以及定向拉长气孔与柱状节理之间的夹角控制;Lyttelton火山的浅成岩脉显示,冷凝固结阶段气孔的初始连通率可高达35％.综上,浅成岩脉可具有良好的储集性能,气孔初始连通性较高,可作为有利的勘探目标.

摘要： 通过野外观察,结合薄片、铸体薄片等手段研究,发现海拉尔盆地呼伦湖凹陷西界上库力组火山通道相次火山亚相的柱状节理流纹岩和喷溢相上部亚相的球粒流纹岩中发育两种不同结构的球粒,两种球粒均形成于高的过冷却动力学效应下。柱状节理流纹岩中的球粒肉眼不可见,球粒直径小于0.2 mm,球粒中心发育结晶核,组成球粒的纤维体多为隐晶质。条带状球粒流纹岩中的球粒在野外露头上醒目,圆形、椭圆形特征明显,球粒直径在0.5~2 mm之间,均匀分布,结晶核不明显,组成球粒的纤维体为霏细质。本文认为导致这两种球粒结构差异性的主要原因是受熔浆过冷度大小的影响,柱状节理流纹岩过冷度较条带状球粒流纹岩大,因此成核速率高,成核密度大,球粒直径小,排列紧密,条带状球粒流纹岩较之相反。同时,流纹质熔浆的均质性程度影响了球粒间孔的充填特征。此外,研究发现,球粒间孔的发育程度和球粒形态直接相关。柱状节理流纹岩基质中的球粒结构紧密排列,球粒受相互生长制约呈不规则状,由于柱状节理本身由十分致密的球粒构成,储集空间不发育,因此不含油。由于条带状球粒流纹岩的球粒排列相对疏松,孔隙大量发育,可能含有丰富的油气,储集空间主要类型为球粒间孔和球粒溶蚀孔。

摘要： The large-scale diversion tunnel of Baihetan Hydropower Station has complex geological conditions, thus various problems of rock mechanics appeared during the process of excavation. Typical damage and fracture mechanics are analyzed in depth, including the collapse along weak rock joint, stress-controlled spalling, failure modes of fractured rock mass, relaxation damage of fractured rock columnar joints, localized stress affected by structural surfaces and stresscontrolled problems of superior fracture combinations. Engineering countermeasures are also summarised, which includes supporting measures, construction methods, supporting time, and monitoring and feedback methods for different types of failure. Through these measures, rock mechanics problems are successfully solved. Stability control of the surrounding rock of underground caverns under complicated geological conditions are achieved, ensuring successful completion of the enormous diversion tunnel of Baihetan.%白鹤滩水电站的导流洞工程规模宏大,地质条件复杂,开挖过程中出现了多种复杂的岩石力学问题.文章深入分析沿软弱结构面的塌落、应力型片帮、含微裂隙岩体的破裂破坏、柱状节理松弛破坏、结构面影响的局部化应力及优势裂隙组合的应力型问题等典型破坏模式及其蕴含机制,对不同类型破坏的支护措施、支护时机、施工方法、监测反馈方法等工程对策进行归纳总结,通过这些工程对策成功应对了上述岩石力学难题,实现复杂地质条件下地下洞室围岩稳定控制,保证白鹤滩巨型导流洞工程顺利完工.

摘要： The generation method of 3D random columnar joint model with the discrete element is optimized. Based on models with the different dip angles,the three axial compression tests under the different confining pressures are simulated and obtained the corresponding stress-strain curves.Anisotropy ratio is introduced to study the degree of anisotropy of columnar jointed rock mass under the different confining pressures.The results show that under the three axial stress,anisotropy of the columnar jointed rock mass is obvious.We find when the dip angle is about 60 degrees,the compressive strength of rock mass is the smallest.With the increase of lateral pressure,the weaker joints inside rock is compressed which resulting in the reduction of the anisotropy.%优化了离散元三维随机柱状节理模型生成方法.基于生成的不同倾角的柱状节理岩体模型,对不同侧压力下的三轴压缩试验进行了模拟分析,得到相应应力应变曲线,并引入各向异性比研究了柱状节理岩体在不同侧压力下的各向异性程度.结果表明,三轴应力状态下,柱状节理岩体各向异性明显,节理倾角60°左右时岩体强度最小;随着侧压力的增加,柱状节理岩体内部较弱节理面被压缩,岩体各向异性降低.

摘要： 金沙江白鹤滩水电站采用混凝土双曲拱坝,最大坝高289m,泄洪流量大,地震烈度高,拱坝承受各种基本荷载作用时,对坝基及两岸岩体质量要求很高.为此,在勘测设计可行性研究阶段,地质对钻探取芯质量也提出了很高要求,勘测现场钻探工程技术人员通过不断探索、尝试,总结出一套适合白鹤滩水电站坝址区柱状节理及软弱层带发育玄武岩钻探工艺技术及规程,大大提高了岩芯采取率和岩石质量指标(RQD).

摘要： 厚层玄武岩和火山颈通常发育柱状节理,例如长白山十五道沟、福建牛头山、英国巨人之路等.关于柱状节理的成因机制(Aydin and DeGraff,1988)一个普遍接受的解释是岩浆热对流形成的贝纳德花纹,但是迄今为止对于岩浆对流的物理机制和柱状节理特大的长:宽比值缺少合理的解释.本文设计了一个岩浆从顶部向下逐步冷却的模型，对流仅仅发生在固/液边界线之下一个有限的厚度范围，而不是全岩浆房对流，冷却过程中随着固/液边界线向下移动，柱状节理不断延伸，因此不受贝纳德对流限制；岩浆结晶释放潜热，形成热缓冲机制，维持下部岩浆房热边界条件稳定。该模型解释了柱状节理的成因机制，认为控制冷却方向和速率，可以形成大尺度定向生长（贝纳德花纹）。显示，柱状节理的尺度是岩浆黏度系数。

摘要： 本文通过现场检测及监测成果,分析坝基柱状节理岩体开挖后的松弛持续时间、松弛深度及变形特性,可见在复杂工程中监测与检测成果互为验证,提高对柱状节理玄武岩变形特性的认识,坝基开挖支护设计提供参考.

摘要： 本文对新近发现的浙江象山花岙岛酸性火山岩柱状节理地质遗迹地质背景和景观特征进行了介绍,并对柱状节理的地质成因进行了探讨研究,最后将其与国内目前已知的多处著名酸性火山岩柱状节理景观进行了规模、类型及地质成因方面的对比.通过对比分析认为花岙岛柱状节理是国内同类地质遗迹景观中规模较大、出露完整、稀有罕见的酸性火山岩类柱状节理地质景观,具有典型性、独特性.作为火山活动遗留的典型产物,对研究浙东南中生代火山活动地质发展历史、揭示酸性火山岩类柱状节理构造的地质成因有着重要的科学价值.

摘要： 在柱状节理玄武岩工程地质调查、现场精细结构描述等工作基础上,开展了柱状节理玄武岩体的脆性材料模型真三轴物理模拟试验.研究了复合柱状岩体在不同卸荷.加载应力途径下的破裂、破坏机制及不同方向三轴主应力作用下的应力-应变关系及其强度特性;开展的8种不同应力比和6种不同受力方向下各向异性试验结果表明,柱状节理玄武岩体强度、变形特征受三向不等围压和柱状节理特性影响明显,强度变形的各向异性特征显著.试验结果表明,应力比σ2/σ3对试样的强度、变形和破坏模式具有控制作用,随着应力比的变化,试样的极限强度呈现分段特性;较小应力比下试样的变形和破坏模式受应力比和原生节理的共同影响;较大的应力比对试样的变形和破坏模式的影响比原生节理的影响显著;随着应力比的增大,中主应力由约束侧向变形变为主动加载,这一作用的变化影响了极限荷载和破坏模式.

摘要： 白鹤滩水电站右岸坝基采用岩石盖重固结灌浆工艺综合考虑了基岩变形、表层松弛及固结灌浆和混凝土施工干扰问题:在混凝土浇筑前施工完成固结灌浆,避免了固结灌浆和混凝土施工交叉干扰固灌设备多次进退场等问题岩石盖重固结灌浆首先对保护层5m岩体进行灌浆封闭,可以提高建基面以下岩体灌浆压力及灌浆效果,利用下设锚筋桩解决基岩变形问题;保护层挖除后利用浅层引管、及时覆盖混凝土、后期混凝土盖重引管灌浆解决表层松弛问题.右岸坝基19～25号坝段通过岩石盖重固结灌浆后,岩体灌后压水透水率及物探声波值均满足设计要求,0～5m根据物探声波值进行了固结灌浆引管,待混凝土浇筑至一定高程后进行引管灌浆,岩石盖重固结灌浆取得了预期设计目的.本文介绍了白鹤滩水电站河床坝基岩石盖重固结灌浆的施工工艺、灌浆效果,总结柱状节理玄武岩固结灌浆施工方法,供类似工程施工参考.

摘要： 芝瑞抽水蓄能电站上水库库区基岩为玄武岩,柱状节理发育,不同期次玄武岩之间为混合土碎石层,混合土碎石层组成物复杂,以地下水发育特征为切入点,通过分析地下水位埋深、压水试验成果、柱状节理与各层混合土碎石联系方式,得出上水库区柱状节理与混合土碎石层组成的庞大网络是地下水存储、运移的主要区域,水库蓄水后,存在库水渗漏的工程地质问题.

摘要： 本发明提供一种柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体，涉及岩体工程技术领域。所述方法包括：确定岩体模型中每个特征结构对应的材料，所述岩体模型包括柱状节理岩体的至少一个特征结构，根据所述岩体模型和每个特征结构对应的材料，生成柱状节理岩体重构体。通过预先设置的岩体模型，结合柱状节理岩体的每个特征结构所对应的材料，可以生成多个结构相同的柱状节理岩体重构体，可以在不同力学条件下，对多个结构相同的柱状节理岩体重构体进行破坏性试验，解决了无法获取相同结构柱状节理岩体力学特性和力学变化规律的问题，提高了所获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的准确性，同时提高了获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的灵活性。

摘要： 本发明公开一种在块体离散元中确定柱状节理岩石节理刚度的方法，包括如下步骤：编写基于优化算法的参数修正程序，设置初始参数和目标函数；调用反分析启动文件；调用参数修正程序，根据初始参数生成包含数值参数的初始命令流文件；调用初始命令流文件对数值模型进行当前参数下的数值计算，获取数值模型的监测结果；调用参数修正程序结合当前监测结果修正数值参数，并更新命令流文件；根据更新后的命令流文件中是否包含递归算法返回继续计算或终止计算。该方法使用递归算法实现了模型的循环计算，通过在循环计算过程中调用所开发的基于优化算法的参数修正程序实现了对数值参数的修正，从而在块体离散元中实现了参数反分析。

摘要： 本发明涉及一种含充填隐节理的柱状节理岩体试样的制备方法，包括如下步骤：模拟实际柱状节理岩体，确定待制备的试样中不同类型隐节理的三维数字空间模型，并在三维数字空间模型的表层预留小孔；采用水溶性材料将不同类型隐节理的三维数字空间模型进行3D打印，打印完成后自小孔加入相应充填物，得到不同类型的含充填物的隐节理模拟构件，用热熔胶将小孔密封，并在隐节理模拟构件表面涂抹热熔胶；配制水泥砂浆模拟实际柱状节理岩体，将隐节理模拟构件与水泥砂浆混合搅拌倒入模具，养护至初具形状的试样部件；脱模；脱模后的试样部件经烘烤、饱水、烘干、养护、加工处理，得到试样。本发明制得的试样能够完整反映岩体内部隐节理的结构和形态。

摘要： 本发明涉及一种含无充填隐节理的柱状节理岩体试样的制备方法，包括如下步骤：模拟实际柱状节理岩体中隐节理的结构、形态，确定试样中各类型隐节理的三维数字空间模型；采用水溶性材料将不同类型隐节理的三维数字空间模型经3D打印，得到不同类型的隐节理模拟构件，在所得隐节理模拟构件表面涂抹热熔胶；配制水泥砂浆模拟实际柱状节理岩体，将隐节理模拟构件与水泥砂浆混合搅拌倒入模具，养护至形成试样部件；脱模；将脱模后的试样部件经烘烤、饱水、烘干、养护、加工处理，即得。本发明将3D打印技术用于制备隐节理模拟构件，精确控制隐节理的形态和结构；采用水溶性材料制备隐节理模拟构件，解决了制备试样时模拟隐节理的构件无法取出的问题。

摘要： 本发明提供一种柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体，涉及岩体工程技术领域。所述方法包括：确定岩体模型中每个特征结构对应的材料，所述岩体模型包括柱状节理岩体的至少一个特征结构，根据所述岩体模型和每个特征结构对应的材料，生成柱状节理岩体重构体。通过预先设置的岩体模型，结合柱状节理岩体的每个特征结构所对应的材料，可以生成多个结构相同的柱状节理岩体重构体，可以在不同力学条件下，对多个结构相同的柱状节理岩体重构体进行破坏性试验，解决了无法获取相同结构柱状节理岩体力学特性和力学变化规律的问题，提高了所获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的准确性，同时提高了获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的灵活性。

摘要： 本发明公开了一种基于距离控制算法构建与柱状节理变异系数一致节理模型的方法，首先根据现场画出的柱状节理的柱体断面素描图计算出实测变异系数，然后采用距离控制算法生成与柱状节理具有一致变异系数的Voronoi图，根据现场实测柱体倾向沿柱体轴向拉伸得到三维柱体模型，最后在柱体上添加随机横向节理，即可得到三维柱状节理模型。与现有技术相比，本发明克服了现有随机生成的种子点集过密或不均匀的现象，极大地减少了对种子点集进行二次判断的次数，显著提高计算效率和所得Voronoi图的质量。本发明引入了距离控制算法，具有效率高、成本低、较先进等优点，可以建立与实地情况较为一致的柱状节理模型，从而更好地为相关岩石力学研究服务和为工程安全性评价提供技术支撑。

摘要： 本发明公开了一种制备含隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型的方法，是利用相似材料制备模型模拟工程现场的柱状节理岩体，在相似材料搅拌过程中添加不同厚度和尺寸的麦片模拟隐节理的不同特征，并在其中设置层间错动带特征，包括倾角、数量、不同层间错动带的间距及相互夹角。本方法制备过程简单、操作简便、克服了因实验室岩样尺寸小而无法钻取带有层间错动带的岩样,进而无法利用原芯样分析随机隐节理和层间错动带对柱状节理岩体力学性质的影响的不足。本制备方法得到不同隐节理特征、不同层间错动带特征、不同节理厚度的柱状节理岩体模型，能够相对准确的模拟现场柱状节理岩体的分布特征和力学特性。

摘要： 本发明涉及一种含无充填隐节理的柱状节理岩体试样的制备方法，包括如下步骤：模拟实际柱状节理岩体中隐节理的结构、形态，确定试样中各类型隐节理的三维数字空间模型；采用水溶性材料将不同类型隐节理的三维数字空间模型经3D打印，得到不同类型的隐节理模拟构件，在所得隐节理模拟构件表面涂抹热熔胶；配制水泥砂浆模拟实际柱状节理岩体，将隐节理模拟构件与水泥砂浆混合搅拌倒入模具，养护至形成试样部件；脱模；将脱模后的试样部件经烘烤、饱水、烘干、养护、加工处理，即得。本发明将3D打印技术用于制备隐节理模拟构件，精确控制隐节理的形态和结构；采用水溶性材料制备隐节理模拟构件，解决了制备试样时模拟隐节理的构件无法取出的问题。

摘要： 本发明涉及一种含充填隐节理的柱状节理岩体试样的制备方法，包括如下步骤：模拟实际柱状节理岩体，确定待制备的试样中不同类型隐节理的三维数字空间模型，并在三维数字空间模型的表层预留小孔；采用水溶性材料将不同类型隐节理的三维数字空间模型进行3D打印，打印完成后自小孔加入相应充填物，得到不同类型的含充填物的隐节理模拟构件，用热熔胶将小孔密封，并在隐节理模拟构件表面涂抹热熔胶；配制水泥砂浆模拟实际柱状节理岩体，将隐节理模拟构件与水泥砂浆混合搅拌倒入模具，养护至初具形状的试样部件；脱模；脱模后的试样部件经烘烤、饱水、烘干、养护、加工处理，得到试样。本发明制得的试样能够完整反映岩体内部隐节理的结构和形态。

摘要： 本发明公开了一种含多层层间错动带和柱状节理复杂岩体结构的制样模具和制样方法。制样模具中包括约束板、连接机构、制样底座和倾角控制机构(5)；制样机构的约束板表面设置有刻度线，基岩体和层间错动带以及柱状节理岩体模拟位置可通过刻度设定来标定；柱状节理结构通过3D打印技术实现；本发明提供的制样模具结构简单，能够精准快速地制作出含多层层间错动带和柱状节理复杂岩体结构的模拟试样，有利于对含层间错动带和柱状节理复杂岩体的渗透、强度及变形行为进行试验研究，进而获得精准可靠的试验结果。