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中國西南水電工程區(qū)峨眉山玄武巖巖體結構特性及其工程應用研究

來源:論文學術網
時間:2024-08-18 12:53:57
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中國西南水電工程區(qū)峨眉山玄武巖巖體結構特性及其工程應用研究【摘要】:川滇地區(qū)二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖分布范圍為一近南北向的菱形,覆蓋面積約30×10~4 km~2,露頭面積約3753

【摘要】: 川滇地區(qū)二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖分布范圍為一近南北向的菱形,覆蓋面積約30×10~4 km~2,露頭面積約37538km~2,平均厚度達705m,具有南西厚、北東薄的特點,且為多個噴發(fā)旋回。根據噴出相與巖石組合系列等時空變化的規(guī)律性,將玄武巖劃為三個分區(qū):東巖區(qū)、中巖區(qū)、西巖區(qū)。金沙江白鶴灘水電站、溪洛渡水電站、以及大渡河銅街子水電站處于東巖區(qū);雅礱江二灘水電站處于中巖區(qū);雅礱江官地水電站、金沙江龍開口水電站、金安橋水電站處于西巖區(qū)。本文以白鶴灘水電站壩區(qū)巖體結構特性為研究主線,結合其它水電工程巖體結構特性的研究成果,開展中國西南已有水電工程區(qū)峨眉山玄武巖巖體結構特性的研究,在理論和工程實踐均具有重要意義。考慮到巖體結構對巖體風化、卸荷所起的控制作用,論文中對巖體的風化、卸荷進行了專題研究,并取得了以下主要研究成果: (1)從原生建造、構造改造和表生改造三方面研究了白鶴灘壩區(qū)巖體結構的成因;通過對柱狀節(jié)理玄武巖的巖漿噴出環(huán)境、柱狀外形態(tài)、裂隙面粗糙度的現場調查和玄武巖的化學成分分析,表明柱狀節(jié)理是由于巖漿的冷卻收縮作用形成。在演化過程中,經歷了多期次的構造改造,和河谷下切時的卸荷回彈作用,從而形成現今的柱狀節(jié)理形態(tài)。 (2)通過對不同風化程度玄武巖的表觀特征、礦物特征、化學特征的研究,表明峨眉山玄武巖巖體的風化作用是沿各類結構面向巖體內部發(fā)展,以物理風化為主,化學風化不明顯。通過對白鶴灘水電站壩區(qū)巖體風化界限的劃分,結合溪洛渡、銅街子、官地等水電站壩區(qū)巖體風化界限的劃分標準,提出了峨眉山玄武巖巖體風化帶劃分的量化指標。 (3)峨眉山玄武巖的巖體結構體系通常為層間錯動帶、層內錯動帶、基體裂隙和柱狀節(jié)理,層間、層內錯動帶和斷層控制了巖體的宏觀結構,構成了工程巖體結構的骨架,節(jié)理裂隙影響了巖體的局部結構及完整性。而白鶴灘水電站壩區(qū)巖體結構與同區(qū)其它壩區(qū)相比,有其特殊性,除發(fā)育上述結構面外,還發(fā)育陡傾角斷層。按照結構面的規(guī)模作為分級依據,即層間錯動帶、控制性斷層為Ⅱ類結構面,層內錯動帶、一般性斷層作為Ⅲ級結構面,擠壓帶、小斷層為Ⅳ級結構面,基體裂隙、柱狀節(jié)理為Ⅴ級結構面。 (4)通過大量資料統(tǒng)計,提出了白鶴灘壩區(qū)巖體結構劃分方案,將裂隙間距作為控制性指標,裂隙條數作為參考指標。結合溪洛渡水電站、金安橋水電站、二灘水電站壩區(qū)巖體結構類型的劃分方案,建立了玄武巖地區(qū)劃分巖體結構類型的量化指標。 (5)根據對白鶴灘壩區(qū)玄武巖卸荷分帶的量化指標研究,結合溪洛渡、龍開口、官地等水電工程區(qū)巖體卸荷帶的劃分標準,以及相關文獻中巖體卸荷帶量化指標的研究成果,提出了峨眉山玄武巖巖體卸荷分帶的量化指標。 (6)應用巖體質量分級的最新成果(修正的Q系統(tǒng),2002),綜合考慮白鶴灘壩區(qū)層間、層內錯動帶及斷層等構造形跡,風化、卸荷界限等地質因素,得出了符合實際情況的巖體質量分級結果。對于柱狀節(jié)理玄武巖分別運用RMR分類和《工程巖體分級標準》(GB50218-94)進行巖體質量分級,結果表明:按BQ值劃分的巖體質量級別較按RMR劃分的巖體質量類別高,說明對于壩基柱狀節(jié)理玄武巖的巖體質量綜合分級的指標應有別于非柱狀節(jié)理玄武巖,即柱狀節(jié)理玄武巖應重點考慮其力學完整性,而非柱狀節(jié)理玄武巖不僅考慮其力學完整性,還應考慮其幾何完整性。 (7)白鶴灘水電站壩區(qū)非柱狀節(jié)理玄武巖巖體質量分級主要通過巖體縱波波速、完整性系數以及巖石質量指標(RQD)來量化;鑒于該壩區(qū)柱狀節(jié)理玄武巖是一種特殊類型的碎裂-鑲嵌結構巖體,其外觀表現破碎,確定巖體質量級別時,其量化指標選擇了巖體的縱波波速、完整性系數、巖體的透水率(呂容值)。并從壩基巖體風化分帶、巖體質量類別以及巖體滲透性三個方面綜合確定了白鶴灘高拱壩建基面的位置。 (8)以白鶴灘水電站高拱壩為例,選擇了各拱圈有代表性的塊體,并分別計算了穩(wěn)定性系數,結果表明:壩肩抗力體無論是在一般荷載還是特殊荷載作用下,其穩(wěn)定性系數均滿足設計要求,且具有一定的安全儲備。 【關鍵詞】:峨眉山玄武巖 巖體結構特性 巖體結構類型 風化界限 卸荷界限 建基面選擇 壩肩抗滑穩(wěn)定
【學位授予單位】:成都理工大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2007
【分類號】:P642.3
【目錄】:
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-13
  • 1 前言13-28
  • 1.1 選題依據及研究意義13-15
  • 1.2 國內外研究現狀15-23
  • 1.2.1 巖體結構的研究現狀15-18
  • 1.2.2 巖體風化分帶的研究現狀18-20
  • 1.2.3 巖體卸荷分帶的研究現狀20
  • 1.2.4 巖體結構特性工程應用的研究現狀20-23
  • 1.3 研究內容及技術路線23-28
  • 第一篇 基礎篇——水電工程區(qū)峨眉山玄武巖巖體結構特性28-130
  • 2 研究區(qū)工程地質環(huán)境條件28-41
  • 2.1 峨眉山玄武巖的地質背景28-30
  • 2.2 白鶴灘壩區(qū)區(qū)域地質背景30-34
  • 2.3 白鶴灘壩區(qū)的工程地質條件34-41
  • 2.3.1 壩區(qū)地形地貌34-35
  • 2.3.2 地層巖性35-36
  • 2.3.3 地質構造36-39
  • 2.3.4 地應力39-40
  • 2.3.5 水文地質條件40-41
  • 3 巖體結構的形成演化特征研究41-70
  • 3.1 巖體結構面成因的研究現狀41
  • 3.2 白鶴灘壩區(qū)巖體結構面成因研究41-52
  • 3.2.1 白鶴灘玄武巖的建造特征41-48
  • 3.2.2 白鶴灘玄武巖的構造改造48-50
  • 3.2.3 白鶴灘巖體結構的表生改造50-52
  • 3.3 白鶴灘壩區(qū)柱狀節(jié)理玄武巖成因研究52-58
  • 3.4 峨眉山玄武巖巖體結構的形成演化特征58-69
  • 3.5 小結69-70
  • 4 結構面的工程地質分級、分類及特性研究70-87
  • 4.1 同區(qū)其它水電工程壩區(qū)結構面的工程地質分級方案70-73
  • 4.2 白鶴灘壩區(qū)結構面的工程地質分級、分類73-75
  • 4.3 白鶴灘Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級軟弱結構面的工程地質特性75-82
  • 4.3.1 Ⅱ級結構面的工程地質特性75-79
  • 4.3.2 Ⅲ級結構面的工程地質特性79-81
  • 4.3.3 Ⅳ級結構面工程地質特征研究81-82
  • 4.4 白鶴灘Ⅴ級裂隙類結構面的工程地質特性82-86
  • 4.4.1 基體裂隙的工程地質特性82-83
  • 4.4.2 基體裂隙的連通率分析83-86
  • 4.5 小結86-87
  • 5 巖體結構分類及結構參數研究87-102
  • 5.1 同區(qū)其它水電工程巖體結構分類方案87-88
  • 5.2 巖體結構分類指標88-90
  • 5.3 巖體結構分類方案的提出90-97
  • 5.3.1 單指標劃分Ⅰ勘線巖體結構類型90-96
  • 5.3.2 Ⅰ勘線巖體結構類型及巖體結構分類方案96-97
  • 5.4 壩區(qū)Ⅰ2、Ⅰ3線巖體結構及巖體結構空間變化特征97-99
  • 5.4.1 Ⅰ2、Ⅰ3線巖體結構劃分97-98
  • 5.4.2 巖體結構的空間變化特征98-99
  • 5.5 柱狀節(jié)理對巖體結構類型的影響99-100
  • 5.6 小結100-102
  • 6 巖體風化分類及量化指標研究102-119
  • 6.1 玄武巖巖體風化特征研究102-107
  • 6.2 同區(qū)其它水電工程巖體風化分帶標準107-112
  • 6.3 白鶴灘壩區(qū)巖體風化界限的劃分112-117
  • 6.3.1 風化界限劃分標準的提出112-113
  • 6.3.2 用確定標準劃分的風化界線113-117
  • 6.4 峨眉山玄武巖風化界限的劃分標準117-119
  • 7 巖體卸荷分帶及量化指標研究119-130
  • 7.1 巖體卸荷分帶的研究現狀119
  • 7.2 其它水電工程的卸荷帶劃分方案119-121
  • 7.3 白鶴灘水電站巖體卸荷帶劃分指標的選擇121-122
  • 7.4 白鶴灘卸荷帶劃分方法122-123
  • 7.5 白鶴灘壩區(qū)巖體卸荷帶劃分123-129
  • 7.5.1 壩址Ⅰ線平硐裂隙統(tǒng)計結果123-124
  • 7.5.2 壩址Ⅰ2線平硐裂隙統(tǒng)計結果124-125
  • 7.5.3 壩址Ⅰ3線平硐裂隙統(tǒng)計結果125-126
  • 7.5.4 卸荷帶劃分結果126-127
  • 7.5.5 白鶴灘巖體卸荷帶劃分的量化標準127-129
  • 7.6 峨眉山玄武巖卸荷分帶的量化標準129-130
  • 第二篇 工程應用篇——白鶴灘壩區(qū)巖體結構特性應用130-174
  • 8 白鶴灘工程區(qū)巖體質量分級及巖體力學參數研究130-150
  • 8.1 巖體質量的分級標準130-134
  • 8.2 現場巖體質量分級134-135
  • 8.3 巖體質量綜合分級135-141
  • 8.4 柱狀節(jié)理對巖體質量的影響141-142
  • 8.5 巖體力學參數研究142-149
  • 8.6 小結149-150
  • 9 白鶴灘壩基巖體質量分級及建基面選擇研究150-164
  • 9.1 壩基巖體質量分級研究現狀150-151
  • 9.2 白鶴灘壩基巖體質量分級151-157
  • 9.3 白鶴灘拱壩建基面選擇研究157-163
  • 9.3.1 按規(guī)范要求根據風化分帶選擇建基面157-159
  • 9.3.2 按壩基透水率(呂榮值)選擇建基面159-160
  • 9.3.3 按照巖體質量級別及巖體力學參數選擇建基面160-161
  • 9.3.4 建基面的綜合選擇161-163
  • 9.4 小結163-164
  • 10 白鶴灘高拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定性研究164-174
  • 10.1 壩肩抗滑穩(wěn)定的基本模式164-165
  • 10.2 壩肩抗力體底滑(面)邊界分析165-167
  • 10.3 壩肩側裂(面)邊界分析167-169
  • 10.4 壩肩抗力體穩(wěn)定性評價169-173
  • 10.5 小結173-174
  • 結論174-177
  • 論文的主要結論174-176
  • 論文的主要創(chuàng)新點176-177
  • 致謝177-178
  • 參考文獻178-183
  • 攻讀博士期間發(fā)表論文及科研成果183


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巖體力學參數預測的新方法    喬春生,張清,黃修云

節(jié)理粗糙度系數的分形估算    謝和平;Willian G.Pariseau;王建鋒;王仁鐸;

節(jié)理長度分布形式對跡長測量誤差的影響    袁紹國,王震,賈國泉

節(jié)理測量誤差的來源及其分析    袁紹國,王震

地表條件下巖體的粘性流動變形及其所導致的斜坡破壞    王士天 ,郭廣 ,蘇道剛

深切河谷巖體結構的表生改造    陶連金,常春,黃潤秋,柴賀軍,李攀峰

巖體硬性結構面精測及量化處理    李建斌,蔡靖疆,巨廣宏,馮慶祖

水利水電工程中的巖體質量分類探討    胡卸文,黃潤秋

青藏高原東南部地貌邊界帶晚新生代構造運動    蔣復初,吳錫浩

黃河拉西瓦水電站深切河谷花崗巖體風化卸荷的工程地質研究    巨廣宏

微量元素豐度模式與峨眉山玄武巖成因    汪云亮;李巨初;王旺章;

峨眉山玄武巖組銅礦化與層位關系研究    張正偉,程占東,朱炳泉,張乾,朱笑青,胡耀國

滇黔交界地區(qū)峨眉山玄武巖銅礦化蝕變特征    李厚民,毛景文,徐章寶,陳毓川,張長青,許虹

貴州火山巖型銅礦床的分布特點和地質特征    鄒滔;黎應書;肖憲國;

云南金平某銅礦床成礦條件分析    羅曦;黎應書;郭寧寧;謝陽;程細音;鄒滔;

峨眉山玄武巖、峨眉地裂運動與幔熱柱    宋謝炎,王玉蘭,曹志敏,金景福,李巨初,溫春齊

峨眉山大火成巖省:地幔柱活動的證據及其熔融條件    徐義剛,鐘孫霖

峨眉地幔柱-巖石圈的相互作用:來自低鈦和高鈦玄武巖的Sr-Nd和O同位素證據    肖龍,徐義剛,何斌

華南二疊系的古地磁結果分析    林金錄;

幔源巖漿巖源區(qū)成分判別原理及峨眉山玄武巖地幔源區(qū)性質    汪云亮;李巨初;韓文喜;王旺章;

峨眉山玄武巖的古地磁學研究    格雷格·佩特森;潘永信;

峨眉山玄武巖鉑族元素地球化學特征    宋謝炎;肖龍;戚華文;

峨眉山玄武巖與二疊紀Guadalupian生物大滅絕的時間和成因聯系    孫亞東;賴旭龍;江海水;閻春波;WIGNALL Paul;

峨眉山玄武巖型銅礦勘查工作的建議    傅德明;

貴州西部峨眉山玄武巖與金屬礦產相關性探索(摘要)    劉遠輝;

峨眉山玄武巖系的巖石組合及其地質特征    林建英;

峨眉山玄武巖與新生代富堿斑巖可能聯系初探(摘要)    朱丹;羅泰義;陶琰;高振敏;

峨眉山地幔柱活動的地質學、地球化學和地球物理學證據    徐義剛;何斌;肖龍;黃小龍;鐘孫霖;

云南賓川地區(qū)峨眉山玄武巖化學地層學及反映的地幔柱巖石圈相互作用過程(摘要)    肖龍;徐義剛;何斌;梅厚鈞;沙紹禮;

改進的Carius tube溶樣等離子體質譜法測定峨眉山玄武巖中的Re、Os和PGE及其應用    漆亮;

我國發(fā)現大規(guī)模新型銅礦    王宏

火山噴發(fā)致物種大滅絕?找到力證    鄧志偉 戴勁松

金口大峽谷“地質天書”如何形成    方海川 陳先樹

貴州西部發(fā)現大銅礦    

我國發(fā)現新類型銅礦床    曹祥漢

火山活動能導致生物滅絕    記者 韓曉玲 通訊員 曹南燕

貴州地下水勘查實現新突破    記者 肖智勇

多姿多彩的晴隆彩玉石    陳亞林

峨眉山玄武巖結構面類型及其工程效應研究    孫書勤

流體中烴類組分與金屬成礦關系研究及其在找礦勘查中的應用    徐慶鴻

基于“3S”技術的攀西地區(qū)銅鎳鉑族元素礦床找礦靶區(qū)篩選    李佑國

川東二疊紀層序充填與沉積物分布規(guī)律    林良彪

中國西南水電工程區(qū)峨眉山玄武巖巖體結構特性及其工程應用研究    魏云杰

峨眉山玄武巖PGE富集機理——兼論陸海玄武巖PGE成礦作用差異    鄭建斌

峨眉山大火成巖省地幔柱動力學:基性巖墻群、地球化學及沉積地層學證據    李宏博

黔西南卡林型金礦的成礦機制及成礦預測    聶愛國

金平—黑水河裂谷基性—超基性巖特征、成礦系列及成礦預測    張學書

中國川滇黔交界地區(qū)密西西比型(MVT)鉛鋅礦床成礦模型    張長青

四川鹽源地區(qū)峨眉山玄武巖巖石學及地球化學特征研究    孫曉旭

香格里拉縣九龍地區(qū)峨眉山玄武巖特征及成因    龔婷婷

峨眉山玄武巖大規(guī)模高速遠程崩滑流事件多因素復合約束機制    王紅曉

峨眉山高鈦和低鈦玄武巖的巖石成因    姜寒冰

滇黔相鄰地區(qū)峨眉山玄武巖地球化學特征及其成自然銅礦作用    許連忠

滇東北與二疊紀玄武巖有關的銅礦床    唐冬梅

金沙江白鶴灘水電站柱狀節(jié)理玄武巖巖體結構及質量分級研究    張春芳

黔西南與玄武巖有關的銅礦及其表生成礦過程的實驗研究    黃艷

黔西南二疊系龍?zhí)督M含金建造的初步研究    黃建國

貴州西部二疊系玄武巖風化殼及其中稀土富集規(guī)律研究    王偉