大伙房水库输水工程Ⅰ洞线工程地质特征

大伙房水库输水工程隧道主洞线长85.4km,穿越的地层有太古界混合片麻岩;元古界石英岩、大理岩;中生界的火山熔岩、角砾岩、凝灰岩及砂岩、页岩,亦出露有燕山期正长斑岩。洞线将穿越26条较大断层,24条中小断层,岩石节理发育,以NE45°、NW340°两组节理为主。地下水以基岩裂隙水为主,大理岩断层附近的的涌水量较大。依据力学性质、构造面发育程度、风化程度、地下水影响程度,洞线各岩组段可划分为五类岩体,即坚硬块状岩体、半坚硬块状岩体、较坚硬碎块状岩体、层状软性岩体、松散状岩体。主洞线以此标准划分为11个工程地质条件不同的岩段。     

引细入兰输水工程主洞线地质构造特征

引细入兰输水工程主洞线穿越的岩性是太古界混合岩、混合花岗岩、下元古界辽河群浪子山组二云片岩、变粒岩及白云石大理岩，岩性较简单，但构造较复杂。穿越洞线断层总计有14条。这些较大的断层对洞线均有不同程度的切割和破坏作用。对隧洞施工影响较大的是F4和F18两条断层。发育六组节理，对工程将产生不利影响。     

引细入兰输水工程主洞线优化研究

该区属岩性较简单,构造较复杂的地区.新发现的较大断层8条.对工程产生较大影响的是F4和F18断层.测区内发现磁铁石英岩残留体、粗面斑岩、大理岩、钠长岩等新岩石类型.原设计主洞线F5-F6之间洞线将平行F4穿越330m的断层破碎带.我们建议优化洞线避开断层破碎带,使遂洞穿越工程地质条件较差的浪子山组二云片岩的距离减少1600m,洞线总长度不变,支洞亦可布置,达到优化的目的.     

算井子地段地表岩体结构面发育程度评价

为了探讨结构面发育程度对高放废物地质处置库选址的影响,以甘肃北山算井子地段岩体为研究对象,通过调查地表岩体节理和断层几何特征,采用数理统计方法获得节理产状、密度、间距、迹长和断层产状、断裂带宽度和断层泥厚度等统计数据,提出多尺度结构面综合评价指标来评价岩体结构面发育程度。结果表明:BS22和BS23钻孔周围分别发育4个和5个节理优势组,节理产状服从正态分布;BS22和BS23钻孔周围岩体节理平均中点面密度分别为0.037 m^-2和0.035 m^-2,平均迹长分别为20.38 m和17.39 m;解译出断层F1产状为35°∠85°,延伸长度为4.49 km; BS22钻孔周围岩体结构面发育程度更低,更适合作为我国高放废物处置库建造场址。     

白马铁矿尾部排洪隧洞板房断层围岩稳定性分析与施工处理

攀钢白马铁矿尾部排洪隧洞工程穿越板房断层破碎带,节理、裂隙、溶隙、溶洞、层间褶皱、地下水均相对发育、围岩稳定性差.文章根据断层带应力分布与隧洞围岩稳定性关系,提出采用超前探孔、拱部超前管棚支护、固结与堵水注浆、短掘短衬、及时封闭成型岩面等施工处理措施,确保在此复杂地质条件的施工安全、优质、高效.     

节理对岩体强度变形特性影响的模型实验

采用模型试验研究节理对岩体强度变形特性的影响.设计150 mm×150 mm×150mm尺寸的3组模型试验,在不同的正压力下,分别对完整岩块、贯通节理岩体和断续节理岩体进行中型剪切试验.研究结果表明:岩体以脆性破坏为主,主要有4种典型的破坏方式,破坏形态与节理的排列方式、贯通性以及应力状态等因素密切相关;完整岩块、贯通节理岩体和断续节理岩体变形破坏发展过程具有不同的分段特征:完整岩块曲线主要经历剪缩错动、线弹性增长、破坏和残余强度4个阶段;贯通节理岩体曲线主要经历线弹性增长区、过渡区和滑移破坏区3个阶段;断续节理岩体曲线主要经历线弹性增长、节理面错动、次生裂纹起裂稳态扩展、节理面贯通破坏和残余强度5个阶段.断续节理岩体摩尔库仑曲线分别以完整岩块和贯通节理岩体的破坏包络线为上界和下界,可以通过地质力学分析缩小带宽,估算断续节理岩体的强度.     

周口店车厂地区“胛痕”特征及成因分析

车厂地区房山复试岩体发育多组节理,多以胛痕的形式出现.调查统计显示车厂地区发育三组节理,分别为近南北向张节理、近东西向剪节理、北西南东向剪节理.胛痕为肉红色,呈梗状凸起,沿节理走向发育,沿裂隙面绿泥石化发育.该文旨在研究其节理伴生现象“胛痕”的特征及成因:房山岩体发育各种构造裂隙,均被富舍挥发份、石英和长石的晚期残余岩浆所充填和胶结,形成钾长石、压扁石英以及云母的富集,发生硅化,后期差异风化作用形成多条梗状凸起,即“胛采”.     

周口店房山岩体西缘构造特征及其形成期次探究

周口店房山岩体为燕山褶皱区在J3-K1期大规模岩浆侵入形成的花岗闪长岩岩体。该文根据该岩体西缘车厂韧性剪切带内发育的大量包体、断裂、节理、S-C组构及岩脉等构造特征分析,将岩体西缘的构造演化划分为6个期次。研究认为,车厂地区房山岩体的构造特征记录了其侵位以来不同时期有序的构造演化过程,其内近SN走向的定向排列包体反映了岩体侵位时受围岩挤压的变形特征,NNW和SSW向两组共轭韧性剪切断层为岩体侵位晚期顶部开始冷凝、深部岩体上拱时的产物,SEE-NWW向脆韧性左行剪切断层和近EW向右行脆性剪切断层及其辉石闪长岩岩脉为岩体侵入末期在半固结-固结状态下受外力作用结果,三组原生节理及其硅质条带充填形成于岩体完全冷凝期,在岩体冷凝后又沿节理充填了石英岩脉,此后又在差异风化作用下形成硅质条带突起。     

某水电站主变排风排烟竖井围岩稳定性分析

主变室排风排烟竖井布置于某水电站左高线排风排烟平洞内,通过主变室排风排烟平洞和主变室、母线洞开挖揭示的地质条件,推测竖井将开挖揭示两条交汇的辉绿岩脉断层,通过分析判断,两条交汇的辉绿岩脉断层与其他发育的节理极易形成潜在不稳定块体,并及时的进行预报,对原设计支护参数进行修改,确保竖井圈岩稳定,通过后期竖井实际开挖揭示的地质条件,基本与预报吻合。     

白龙江引水工程深埋长隧洞工程地质问题研究

白龙江引水工程最复杂的科学和技术难题是工程穿越西秦岭段深埋长隧洞的工程地质问题,西秦岭地质背景复杂,目前研究成果较少。通过采用室内试验、现场测试和工程地质类比分析,对西秦岭1＃隧洞的高地应力、岩爆、高地温、隧洞涌水及突水、有害气体等工程地质问题进行探讨,结果表明深埋长隧洞中地应力极高,易发生岩爆或软岩大变形,可能发生软岩型大变形洞段长度占总洞长的12%,可能发生岩爆洞段长度占总洞长的45%;地下水丰富,区域断层的最大涌水量可达8.5×104 m3/d,隧洞内具备形成涌水或突水的条件;存在一定的高地温和有害气体及放射性危害,研究结果对西秦岭地区的类似工程有借鉴意义,对工程地质问题进一步研究具有指导意义。     

断续节理倾角对围岩变形破坏影响的数值分析

断续节理的存在使围岩的稳定性、变形特征和应力分布更加复杂。基于颗粒流强度折减法,用PFC~(2D)分析不同倾角断续节理围岩的应力分布、变形特征及破坏模式。结果表明:随着节理倾角的增加,洞周应力集中的位置从倾角为0°时在洞左上、右下角逐渐逆时针旋转至倾角为90°时在洞两侧,同时节理间的应力分布从集中在对角线上逐渐变成均匀分布于整个岩块上,应力分布的不同最终导致围岩的破坏不同;节理与洞壁相交处位移较大,左右边墙中点位移受到断续节理倾角的影响远大于拱顶底中点位移受到的影响;断续节理倾角较小时,围岩损伤的范围更大且损伤更严重。为进一步了解在断续节理岩体中开挖洞室后围岩的破坏机理及采取相应的支护措施提供一定的指导。     

基于岩石节理分形特性的岩体稳定性智能辨识

 调查国内大量矿山地质资料,分析其矿岩节理裂隙数据,采用分形理论揭示岩体节理间距和产状分布的分形特性.采用混沌算法优化神经网络,建立矿岩稳定性与其岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、内摩擦角、内聚力、弹性模量、岩体节理间距分形维数和节理产状分形维数的智能辨识模型,寻求岩体判别新方法.研究表明,岩体节理间距分形维数和产状分布分形维数可反映岩体节理空间分布的整体信息;节理间距分形维数越小,岩体完整性越好;产状分布分形维数越低,节理分散程度越小;即二者分形维数越小,岩体稳定性越好.智能辨识模型可以根据矿岩力学参数、岩体节理分形特征,预测不同地质条件下的岩体质量,为工程支护设计及施工提供依据.     

秦岭地段断裂显微构造及岩组特征研究

在西汉高速公路穿越秦岭地段的断裂带上采集断层泥,应用扫描电镜对断层泥中石英颗粒表面特征进行详细观察,并根据电镜下石英颗粒表面的凹凸程度、光滑程度和孔洞大小判定断层活动性及相对活动时间;同时在断裂带上采集定向岩组标本,在费氏台上对石英光轴的组构特征进行描述和岩组分析,并对断裂带的早、晚期应力特征进行分析研究.研究结果显示;3条断裂均以粘滑为主,其最新活动的时间均在上新世,同时确定了工程沿线不同断裂的应力特征.     

预制平行双节理类岩石材料板动态破坏试验研究

大型土木工程选址通常会遇到较复杂的地质结构.在工程建设或运营期间,往往受到地震、爆破等动态荷载作用,动载下其基础坐落的岩体内蕴含的节理裂隙会被激活发展,严重威胁着大型岩体工程的安全,因此,研究含节理岩体在动荷载作用下裂纹的起裂及扩展机理十分必要.试验基于断裂力学理论,取含平行双节理的类岩体材料作为研究对象,以节理角度作为变量,制作水泥砂浆试块,利用分离式霍普金森杆(SHPB)加载系统和数字图像相关(DIC)技术,动态捕捉节理的起始扩展及动态传播过程,分析其破坏形态、位移场和应力场,结果表明:①随着节理角度从0°至90°逐渐变化,样品强度呈现出先增大再减小,最后再增大的变化规律;②不同角度双裂纹试样均呈现X型主裂纹分布破坏,试样中心部位出现应变集中,岩桥连通破坏.岩桥破坏类型主要有两种,一种为两条节理尖端斜对角线相连的Z型破坏,另一种为口字形破坏.此外,高加载率会改变Z型岩桥破坏的连通位置;③同等加载条件下,0°节理试样裂纹尖端应力较小;15°～45°节理试样裂纹尖端应力略高,呈现出随加载率先增大后减小的形态;60°节理试样组受压明显导致节理面摩擦增大,使得Ⅱ型应力强度因子KⅡ持续增大;75°～90°试样组应力场由于相对加载方向垂直度较高,导致KⅡ相对较小,变化幅度也较小,破坏形态基本对称,不同裂纹尖端的KⅡ差值也较小.试验结果反映了节理岩体在动态荷载下的扩展机理,为工程建设及地质灾害防治等领域提供了一定的理论支撑.     

厚层块状冲积扇沉积演化特征及其对油气富集的控制作用 —以百口泉油田百21井区百口泉组油藏为例

综合应用研究区丰富的密井网资料、取心分析化验资料及开发实践认识,通过取心井单井沉积相标定、平剖面沉积特征解剖,结合油层展布特征分析,明确了百口泉组厚层块状砂砾岩的沉积演化规律,并在此基础上了探讨了其油气差异富集机理。研究表明:(1)研究区百口泉组为干旱型冲积扇沉积,根据其内部沉积特征的差异可进一步划分为扇根及扇中2个亚相和7个微相单元,扇根以主槽微相发育为主,扇中以辫流水道微相发育为主。(2)百口泉组冲积扇整体呈不断退积的特征,B3砂组以扇根主槽块状砂砾岩发育为主,整体呈连片分布特征;B2砂组为扇根主槽向扇中辫流带过渡沉积,砂砾岩体由块状向近层状演化;B1砂组以扇中辫流水道发育为主,辫流水道砂体呈层状展布特征。(3)研究区油气富集平面呈现断裂处连片富集、近断裂处条带状富集和远断裂处富集较差的特征,剖面上呈现底部B3砂组富集较差,中部B2砂组最为富集,顶部B1砂组富集稍差的特征。研究区油气差异富集整体受构造及沉积特征的共同控制,断裂为油气运移路径,后期起到遮挡作用,加之断裂处扇根主槽块状砂砾岩储集层发育,导致其油气较富集;近断裂处受扇中辫流水道优势储层条带状分布的控制,油气富集亦呈条带状分布特征;远离断裂处扇中外缘有利储层发育较差,油气富集程度较低。     

清华洞水库地下河堵洞成库工程地质评价

清华洞水库堵洞体位于地表67.8 m的地下河道中,水库枢纽区800 m～851.5 m高程岩石较为破碎,节理裂隙和岩溶均较发育,岩体多属强透水层,抗渗性较差,水库枢纽区渗漏点和渗漏量具有随库水位升高而增多的趋势.研究证明,该堵洞体在采取相应的工程措施处理的基础上,水库蓄水量将达到9 934万m3的最终规模.     

坝基块状硬质岩体的构造岩特性及利用与处理

断裂是块状硬质岩体坝基的"硬伤",历来受到工程界的关注.本文根据几个水电站工程的勘察、研究成果,并参考相关文献资料,对块状硬质岩体的断裂特征、断裂构造岩的工程特性、坝基构造岩的利用与处理进行了总结与分析.断裂的力学性质、形成时代、后期改造情况不同,构造岩表现出的工程地质特性差异较大.块状硬质岩体中,一般胶结较好的构造岩多属于中硬岩,胶结较差或软弱的构造岩属于软岩类.根据断裂构造岩的具体特征可采取避让或降低风险、直接利用或经处理后利用.     

裂隙岩体中隧道变形破坏的节理有限元模拟计算

裂隙岩体是地下工程施工中经常遇到的一类岩体,研究其变形和破坏机理是工程安全施工的保证。以天平线关山隧道工程为例,采用基于修正Goodman单元的节理网络有限元法,将裂隙岩体看作由岩块和节理、裂隙组成的二元结构,其中岩块和节理、裂隙分别采用线性Mohr-Coulomb强度准则和非线性Barton-Bandis剪切强度准则。通过有限元软件Phase~2模拟分析了隧道开挖过程中裂隙岩体的变形破坏特点以及不同工况下隧道拱顶的沉降量,并讨论了Barton-Bandis准则中节理粗糙程度(J_(RC))的取值对围岩稳定性的影响。研究方法为裂隙岩体的数值计算提供了新手段,节理粗糙度(J_(RC))的反演结果能为支护设计和加固措施提供参考依据。     

大伙房水库输水工程I洞线测区地质构造特征

依据实地测量的褶皱、断裂等地质构造资料,深入的阐述了大伙房输水工程I洞线所在区的地质构造特征--多期次、复杂、多样的构造格局,规模较大的褶皱构造为发育在辽河群大石桥组(Pt1d)和盖县组(Pt1gx)的三道河子复式向斜和燕山期木奇-榆树-铧尖子向斜,85km长度内较大的断层有26条,为辽河期和燕山期断裂,本文试用"板块"与"微板块"理论解释位于华北地台东北边缘的大伙房输水工程I洞线区的构造演化历史进程,以期为今后工程的实施提供参考.     

高放废物处置北山预选区地表岩体质量评价及其应用

在利用测线法对地表节理调查统计的基础上,提出了基于JSR(jointing structure rating)指标的地表岩体质量评价方法.以高放废物地质处置北山预选区地表岩体为研究对象,利用JSR指标对芨芨槽、算井子和新场地段地表岩体进行节理发育程度和地表岩体质量评价.结果表明:芨芨槽地段地表岩体比算井子地段节理发育程度低,地表岩体质量等级高,从而为高放废物地质处置场址比选提供依据.同时研究了JSR指标与传统Q指标的定量关系,并修正了JSR指标的分级范围.