一、断层泥的物理性质及分布特征的工程地质研究(论文文献综述)
周越[1](2021)在《典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究》文中研究表明边坡是指由于建筑工程和采矿工程开挖或填筑施工所形成的斜坡,是人类建设工程和采矿工程中最常见的工程形式之一。随着人类改造自然的能力日益增强,建设工程和采矿工程规模越来越大,形成深大采坑和斜坡,边坡稳定性成为不可避免的安全问题。目前,针对边坡失稳问题主要借助传统勘察手段,采用地质调绘、遥感测绘和钻孔、挖掘等常规手段来获取有限的地质信息,借助数值模拟分析方法来完成失稳边坡稳定性评价工作。但传统勘察手段获得的地质资料有限,缺乏地下连续三维空间信息,且失稳地质体本身地质构造特别复杂,势必造成数值模拟地质条件与实际地质条件之间存在较大差异,对边坡失稳状态的评价不会准确。基于此,本文以失稳边坡岩土体地球物理性质为基础,运用地球物理勘探方法,对失稳边坡地球物理场特征进行研究,与边坡失稳演化机理结合,构筑边坡岩土体地球物理特性与工程力学参数的关联机制,建立一套基于失稳边坡地球物理场特征识别和描述滑坡体空间分布规律的理论和方法。通过地球物理勘探技术来丰富失稳边坡地质信息,提高稳定性评价精度。完成研究内容和取得研究成果如下:1.本文通过研究总结前人针对失稳边坡工程地质特征、演化机理及稳定性评价成果,对三种典型边坡类型:岩质边坡、土质边坡及岩土复合边坡的工程地质特征、边坡失稳演化过程、形成条件、主导因素及表现形式等进行总结,并对影响边坡稳定性评价的主要因素及评价方法进行了论述。2.通过研究岩土体地球物理响应特征与岩土体属性特征如孔隙率、含水性、饱和度等之间关系,进而建立与工程力学参数的关联性,实现地球物理勘探的量化解释。在参数量化基础之上,构建了土质边坡、土石复合边坡和岩质边坡地球物理模型。3.以白云鄂博铁矿和高速公路边坡的实际案例,分析总结了地球物理异常特征,综合地质调绘和工程勘察资料,确定了失稳边坡滑坡体的形态、规模、结构等特征,构建了三维地质模型,对失稳边坡演化机理进行了分析。同时,结合岩土体土工试验获得的工程力学参数,构建了岩体工程力学参数与地球物理响应特征之间的关联性,将地球物理勘探数据和边坡稳定性数值模拟有机结合在一起,为失稳边坡稳定性评价提供了准确的地质数据。4.以合成孔径监测预警系统监测数据为基础,对滑坡灾害进行早期识别、预警。在地球物理勘探的基础上,应用离散单元法来构建边坡数值分析模型,对边坡失稳演化过程和演化机理进行分析。依据刚体极限平衡法对边坡进行稳定性评价,并分析边坡失稳原因。通过对比,基于地球物理勘探数据而建立的失稳边坡数值模型稳定性评价结果更加真实、准确。通过本文的研究,在边坡稳定性评价工作中发挥地球物理作用,可提高评价与监测精度,为边坡的灾害预警提供新的技术方法。
刘鸿[2](2020)在《如美水电站左岸坝基边坡变形破坏机制及稳定性分析》文中研究说明为加大我国水能资源的利用开发,以西部地区为重要的水能资源开发重心,高山峡谷区域复杂地质环境条件下修建大型水电站需要克服的岩质高边坡稳定性问题日益突出。如美水电站位于西藏自治区芒康县境内的澜沧江上游河段,如美水电站工程规模为一等大一型,挡水结构拟采用心墙堆石坝,河床高程2617m,拟建心墙堆石坝坝顶高程2902m,建基面高程2587m,最大坝高达315m。正常蓄水位为2895m,水电站装机容量为2100MW。左岸坝基开挖边坡高度约350m,坡度约50°,开挖坡面位于弱上卸荷带内。经过前期对坝址地区的详细调查表明,如美水电站坝址区地形陡峻、岩质坚硬、地表风化卸荷强烈和地应力复杂,左岸坝基边坡发育多长中缓倾外断层和长大裂隙及多条横河向断层,稳定性问题突出,因此,对左岸坝基自然边坡和开挖边坡稳定性的研究具有重大工程意义。在导师科研项目的支撑下,参与了中坝址区现场调查及室内整理等工作,在分析中坝址区工程地质条件的基础上,对坝基岩体风化卸荷特征进行了系统研究和分带,基于现场细致的调查资料分析了中坝址区岩体结构特征,结合定性和定量评价方法对坝基岩体结构特征和岩体质量进行了系统研究,基于工程地质类比和三维数值分析方法分析了坝基开挖边坡变形破坏特征及可能失稳模式,并对左岸边坡岩体稳定性进行了系统研究。主要获得如下认识:(1)沿左岸低线对中坝址区及向下游至5#沟之间地表地质特征进行了复核性调查:调整了花岗岩与英安岩的界限,调高到接近中线路高程,高程2840m左右;对中坝址区左岸Ⅲ级以及Ⅳ级结构面的特征进行总结分析,归纳出Ⅲ级结构面和Ⅳ级结构面发育特征;复核了中坝址区缓倾外断层和陡倾横河向断层发育及演化特征,其中也包括L72的空间延伸特征。(2)对中坝址区左岸Ⅴ级结构面分陡倾结构面和缓倾结构面的性状分别进行了统计分析。其中,陡裂按照走向差异可以分为5组,缓裂按照倾向差异可以6组。但左岸主要发育3组,分别为倾向SW(Ⅵ组)、倾向SE(Ⅷ组)、倾向S(Ⅸ组),各组缓裂迹长均值0.65m,延续性中等,起伏粗糙以平直粗糙、波状粗糙和微波状粗糙为主,都以很紧密为主,都是以无充填、无胶结裂隙占比最大。统计分析表明,坝址区缓裂是在建造和构造改造基础上,由表生改造作用而逐步形成的。(3)对中坝址区左岸岩体结构特征进行了详细的调查分析,定性判断表明,左岸坝基边坡强卸荷岩体以镶嵌结构和碎嵌结构为主,弱上卸荷以镶嵌结构为主,弱下卸荷以镶嵌结构和次块状结构为主,未卸荷岩体以次块状结构为主。统计结果表明,左岸边坡内花岗岩总体上构造改造强烈。(4)根据坡体结构特征和变形破坏现象,推测左岸边坡开挖后存在的局部稳定性问题主要为中缓倾断层及横河向断层控制的较大规模块体的滑移-拉裂导致的稳定性问题,其中,缓倾角断层L72是边坡稳定的控制性边界。(5)对花岗岩区和英安岩区的多个平硐进行了逐段工程地质分段和岩体基本质量评价,初步总结了坝基岩体质量空间变化规律。基于定性评价和多种量化评价方法基础,综合判定强卸荷带岩体质量属于Ⅳ1级,弱上卸荷带内岩体质量属于Ⅲ2A级,弱下卸荷带岩体质量属于Ⅲ2A级;基于现场实测资料和上述分析成果,对如美中坝址区RQD、RBI和RSI的相关性进行了进一步分析。根据对比结果表明,岩体结构指数(RSI)能更细致地描述岩体结构特征,而RBI值具有多解性,不宜单独用来量化描述岩体结构特征。(6)采用三维数值分析方法研究了坝基岩体卸荷松弛机理及影响深度,主要认识如下:1)不考虑卸荷岩体弱化的计算结果也会呈现相应的卸荷分带现象,最终的位移突变部位与现场调查定性确定的卸荷分带底界有所偏差,未考虑卸荷弱化计算得到的范围比定性判断的范围更浅;2)找到卸荷深度变化与斜坡结构间的关系及复核了坝址区主要平硐的卸荷带的划分;3)对L72的空间延伸特征进行分析,并研究左岸发育的L72对卸荷分带的影响,结果发现L72在延伸240-260m时坡体产生较多的张拉破坏区,继续向坡内延伸则对坡体的影响较小。(7)基于有限元强度折减法,计算左岸天然和暴雨工况下的坝基边坡稳定性。主要结论有:1)左岸自然边坡天然工况下的稳定性系数Fs为1.49;暴雨工况下的稳定性系数为1.40,满足设计要求;2)从计算结果推测左岸自然边坡整体失稳的可能是沿L72作为底滑面发生滑移-拉裂式破坏;3)边坡开挖后左岸边坡稳定性系数在自然和暴雨工况下的分别为1.45和1.36,整体稳定性较好,但是也存在不利结构面如L72控制的局部稳定性问题。(8)基于三维块体稳定理论,分析坡体内主控结构面特征,结合临空条件建立模型,文中以底滑面都为断层L72,L15-1和L73为可动块体的侧裂面,由f8、f12及卸荷裂隙分别作为可动块体的后缘拉裂面,建立了三个可能失稳块体几何模型,计算块体的稳定性系数。计算得到可能的可动块体在最不利条件下,即1/4饱水+地震情况下稳定系数最小为1.256,满足安全设计要求。
潘旭威[3](2020)在《蚀变岩发育规律及工程特性研究 ——以磐安抽水蓄能电站为例》文中进行了进一步梳理蚀变岩发育规律及工程特性对大型工程建设和矿产资源勘查具有重要理论意义和应用价值。本文以浙江磐安抽水蓄能电站工程区蚀变岩为研究对象,通过现场踏勘、资料分析、室内试验、理论分析等方法,系统研究了研究区蚀变岩的岩矿特性、物理力学特性、发育成因及规律。将蚀变岩地化分析与工程特性紧密结合,回答了岩石蚀变程度分级与强度预测的科学问题。目前对于蚀变岩的研究多通过识别、查明热液蚀变岩体的发育规律来指导矿产资源勘查,随着我国国民经济的发展,在蚀变岩地区修建的大型工程越来越多,随之蚀变岩的工程特性亦成为大型工程中常见的工程地质问题之一。由于岩石蚀变发育规律和工程特性是一个涉及多学科交叉的难题,目前还有很多关键问题未能很好解决,目前广泛采用的蚀变岩微观、地球化学等传统分析方法,虽在一定程度上解决了蚀变成因、矿物结构和成分等问题,但囿于尺度限制,其工程意义尚不明确,特别是在与工程密切相关的学科交叉领域,缺少能够服务工程现场的岩石蚀变快速识别分级理论和方法。为解决该问题,必须引入新的解决问题的方法、思路和手段。针对当前研究中存在的问题,本文在以下4个方面开展研究:(1)蚀变岩岩矿特性研究。根据蚀变岩野外手标本观察和薄片鉴定分析,查明了工程区岩石类型;通过蚀变岩全岩主量元素和微量元素分析、X射线衍射分析、扫描电镜及能谱分析,明确了工程区岩体的5种蚀变类型;基于短波红外光谱(short wavelength infrared,简称SWIR)技术,识别了工程区蚀变岩中的7种蚀变矿物。(2)蚀变岩工程特性研究。通过蚀变岩室内物理性质测试(岩石含水率试验、岩石吸水性试验、岩石颗粒密度试验及岩体密度试验)和室内单轴压缩试验,研究了蚀变岩的物理力学特性。(3)蚀变岩发育及分布规律研究。在3种空间尺度上分析了蚀变岩发育规律,完成工程区5个平硐内岩体蚀变发育调查分析、工程区三维蚀变地质模型分析、浙江省金华幅和仙居幅区域内蚀变岩发育特征分析。研究了磐安抽水蓄能电站工程区蚀变岩的发育和分布规律。(4)综合分析研究。通过对我国东南地区构造演化历史背景、浙江部分地区蚀变矿产分布、磐安抽水蓄能电站现场勘察等资料、数据的分析,从3种不同的空间尺度论证了浙江地区岩石蚀变主要沿NE向断裂发育的观点;引入短波红外光谱技术,通过分析,发现蚀变岩强度与短波红外区多个不同的波长点吸收峰呈线性关系,并以此为基础,结合Hoek-Brown准则,构建了岩石蚀变现场快速判别体系和方法,提出以岩石蚀变地质强度指标(Alteration Geological Strength Index,简称AGSI)估算工程区蚀变岩岩体力学参数的方法。根据以上研究,本文的研究进展可归结为以下3个方面:(1)提出了一种基于研究区构造演化历史的蚀变岩发育规律研究方法。该方法基于对区域地质背景及工程区地质条件的深度分析,通过对岩石蚀变成因的研究,对区域蚀变发育规律做出科学预测。另外可通过该方法间接测定岩体蚀变发育时期。(2)基于短波红外光谱SWIR测试技术,建立了岩石蚀变现场快速识别分级方法。通过分析蚀变岩室内单轴压缩试验成果及SWIR测试成果,发现蚀变岩强度与短波红外区多个不同的波长点吸收峰呈线性关系;通过对工程区蚀变岩岩石样本的表观性状和SWIR图谱分析,建立了基于SWIR的岩石蚀变现场快速识别分级方法,将岩体蚀变等级划分为5个等级。该方法评价指标相对简单、易于掌握、可操作性强,便于现场对蚀变程度的快速识别评价和分级。(3)提出了岩石蚀变地质强度指标AGSI,通过对Hoek-Brown强度准则的修正,建立了蚀变岩岩体力学参数估算方法。该方法基于Hoek-Brown强度准则,将岩石蚀变地质强度指标AGSI引入Hoek-Brown强度准则,结合蚀变岩室内单轴压缩试验成果,估算了工程区3个区域中2种主要类型岩体的黏聚力、内摩擦角、变形模量等力学参数,结果可为该电站工程设计施工方案的确定提供技术支持。该方法将蚀变因素纳入Hoek-Brown强度准则,拓展了该准则的应用范围。本文建立的岩石蚀变现场快速识别分级方法以浙江磐安抽水蓄能电站工程区蚀变岩为研究对象。然而,不同地区的构造演化历史、地层岩性等地质条件的不同,导致不同地区蚀变岩岩矿特性、物理力学特性等有所差异。因此,建议选取不同地区、不同岩性的蚀变岩样本开展研究,以进一步完善本方法。另外,可采用遥感技术,在更大的空间尺度上对蚀变岩的发育规律开展调查研究。
刘金水[4](2020)在《陇南山区大型滑坡群发性规律与机理研究》文中进行了进一步梳理中国西部地质灾害频发,而陇南山区山高沟深,更为地质灾害创造了得天独厚的地质环境。陇南山区滑坡灾害高发,每年便造成大量的人力财力损失。为探明陇南山区滑坡群发性规律及机理,本文选取大型及巨型滑坡为研究对象,在原有地质调查资料的基础上,进一步现场复核、修正、补充、统计滑坡数据,借以揭示研究区大型及巨型滑坡的群发性规律。结合野外踏勘、室内扫描电镜、XRD试验及数值模拟等手段,以秦峪断层为例,分析研究区的区域应力场特征、断裂带工程地质特征及上下盘应力状态,从地应力角度探究了断裂带及地震活动的滑坡群发性的作用机理。本文主要成果如下:(1)陇南山区大型、巨型滑坡总体沿区域性断裂带两侧线性集中分布,但滑坡规模、滑坡数量、集中发育区域,具体视断裂带而不同。(2)研究区内大型、巨型滑坡的分布与地震烈度、地震动峰值加速度数值呈正相关。研究区地震活跃期、地震平静期间均有大量大规模滑坡失稳记录,但地震平静期间失稳滑坡的数量达到峰值,表明滑坡具有滞后性发育特征。(3)秦峪断层上盘应力较下盘集中。秦峪断层两侧岩体结构面间距呈远离断裂带递增的规律性变化,变化范围与对应断层宽度呈正相关性。与下盘相比,断裂带上盘岩体结构面间距的变化范围更大,产状变化更剧烈。破碎的岩体结构、高度集中分布的断裂带两侧应力及上盘应力导致研究区滑坡沿断裂带线状分布,秦峪山区滑坡集中分布于上盘。(4)构造断裂大范围切割斜坡坡体,分割滑坡边界及滑坡滑体,形成滑坡群发性集中分布的基本空间格局。在此基础上,逆断层上盘不断集聚的地应力加剧了上盘岩体结构完整性的破坏,打破滑坡的力学平衡,导致滑坡失稳,表现出逆断层上盘滑坡集中分布的特征。而断层泥中的粘粒含量和丰富的粘粒成分也表明断裂带持续活动的可能性较大。(5)区域应力场以地震的形式释放地应力,导致滑坡群发性分布。总体表现出地应力数值越大,地震烈度越高、滑坡数量越多的分布特征。综合产生的地震效应导致研究区地震滑坡群发,地应力场反演结果表明,研究区区域断裂带两侧应力较为集中,断裂交汇处、转折处应力高度集中。
尚琪[5](2020)在《澜沧江上游亚贡双向倾倒变形体失稳破坏模式及稳定性分析》文中研究说明亚贡倾倒变形体位于云南省迪庆自治州德钦县溜江筒村界内澜沧江上游5km右岸处,同时也位于澜沧江河段“龙头电站”古水电站的出水口约2 km处。亚贡倾倒变形体分布在2250 m~3250 m的高程范围内,相对高差可达800 m,坡度约40°,整体出露面积约8×105 m2。据现场勘查资料表明,由于受到澜沧江及其支流木水河的双向侵蚀作用,该边坡岩体沿两个方向均发生不同程度的倾倒变形现象,强倾倒岩体发育深度甚至可达约200 m。由此可见,亚贡倾倒变形体属于典型的高高程陡倾岩质倾倒变形体,岩体整体碎裂,当出现开挖、降雨等工况时,边坡随时有失稳破坏的可能,对水电站的施工与运行起到极大威胁。本文通过详细的现场调查,查明亚贡倾倒变形体的结构面发育特征、倾倒破坏特征,并对其岩体结构类型、岩体质量进行分级和分区,采用物理模拟、数值计算等手段对该倾倒变形体的可能失稳破坏模式及机理进行了探索研究,对其在不同工况下稳定性状况进行了分析与评价,取得的主要成果如下:(1)亚贡倾倒变形体由于受到地质构造运动的改造作用,澜沧江及其支流木水河的侵蚀作用,边坡上三叠统红河组软质岩体——砂质、泥质板岩发生大规模的双向倾倒变形现象(正常岩层产状为N10°E,NW∠80°~90°,倾倒变形岩层产状为N80°E,SE∠20°~40°、S80°E,SW∠15°~45°)。该边坡属大型倾倒变形体,岸坡高耸且陡峭,阶地发育,发育有大量的软弱结构面及卸荷裂隙。(2)根据专家学者对倾倒程度划分标准的研究成果,结合亚贡倾倒变形体的现场实际情况,以岩层倾角变化情况、岩体风化卸荷程度及折断带分布作为岩层倾倒变形程度的划分标准,将亚贡倾倒变形体划分为:极强倾倒岩体(倾倒坠覆区)、强倾倒岩体、弱倾倒岩体、原岩层四种类型。(3)通过对亚贡倾倒变形体平硐的现场调查,将亚贡倾倒变形体结构面划分为5大类型并分析总结各个类型结构面的地质特征。同时对优势结构面相互组合结果对边坡稳定性的影响作出分析,得出结构面组合关系可能引发边坡失稳破坏。(4)根据规定规范,计算出各个平硐内岩体的工程质量等级,得出亚贡倾倒变形体岩体主要为Ⅲ级、Ⅳ级,岩体整体破碎,为边坡变形破坏提供内在条件。(5)在倾倒变形体的破坏特征的基础上,结合地质定性分析、物理模拟试验分析、离散元数值模拟计算分析,得出亚贡倾倒变形体的失稳破坏模式主要有三种类型:倾倒-拉裂、倾倒-折断错动、滑移-剪切并推测出边坡潜在失稳破坏面路径。(6)运用刚体极限平衡法,计算边坡在各个工况下的稳定性系数,计算可得:亚贡倾倒变形体在天然工况下稳定性较好;在降雨工况下,整体稳定性相对较好,后缘局部稳定性欠佳;在开挖工况,坡体整体稳定性变化较明显,有出现失稳破坏的可能。
朱孟龙[6](2020)在《绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术研究》文中研究指明绢云母片岩是一种以绢云母、绿泥石为主要矿物成分的变质岩,遇水易软化、泥化,滇西地区分布广泛。在建隧道穿越绢云母片岩岩层时,大面积的出现围岩大变形问题,造成支护结构变形破坏、初期支护侵入断面界限等施工病害,处理不当还会造成隧道塌方事故,隧道完全被堵塞的安全事故也时有发生,隧道围岩大变形往往会造成严重的后果,同时伴随着机械设备的损毁,人员的伤亡,工期的延误,工程成本的增加等等。本文以大临铁路白石头隧道为工程依托,通过理论分析、室内试验、现场试验、数值模拟计算等方法对绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术展开研究,研究成果以期为类似工程提供借鉴。本文完成的工作主要包括以下几个方面:1、通过对绢云母片岩隧道围岩的微观结构试验、物理性质试验、水理性质试验对绢云母片岩隧道围岩的物理性质进行了研究,并通过其物理性质具体分析了绢云母片岩的工程特性,为分析白石头隧道变形特征及其影响因素提供了依据,为绢云母片岩隧道的数值模拟计算提供了基本参数。2、在施工现场进行了超前地质预报、监控量测等现场试验,并结合数值模拟的方法对绢云母片岩隧道施工期围岩变形特征进行了研究,具体分析探讨了白石头隧道围岩的变形特征,研究了白石头隧道大变形发生的机制,并对白石头隧道施工期围岩变形影响因素进行了分析。3、搜集列举了国内外典型软岩大变形隧道的案例,分析隧道变形控制的基本理念,通过数值模拟的方法研究绢云母片岩隧道施工期围岩变形控制技术。通过不同开挖方法的对比,比选出了适合绢云母片岩隧道的开挖方法,对锚杆的长度与布置方式进行了优化,提出了上短下长的锚杆布置方式,对超前小导管的长度以及布置范围进行了优化,数值模拟和实际施工结果表明,本文提出的开挖方法和支护结构的优化参数有效的控制了围岩的变形。
李万才[7](2020)在《滇中元谋—绿汁江断裂带对凤凰山隧洞围岩稳定性影响研究》文中研究指明隧洞穿越断层的围岩稳定性问题一直是地下工程最值得考虑的话题之一。滇中引水工程楚雄段沿线不仅滇中红层软岩分布广泛,而且断层构造发育,共发现93条属Ⅲ级结构面以上的主要断层,断层的规模大小不等,除了不同宽度的中小型断层之外,还有许多区域性大断裂。与中小型断层相比,由于区域性大断裂破碎带宽度在数十米以上,隧洞在穿越这些大型断层时候,隧洞围岩稳定性遇到了更加严峻的挑战。而滇中引水工程楚雄段沿线区域性大断裂有4条,破碎带宽度均达到百米以上,延伸长度数十公里至数百公里,与输水线路大角度相交。基于此,本文对滇中引水工程楚雄段穿越的区域性大断裂破碎带进行现场勘查,并以元谋-绿汁江断裂带为研究对象,通过综合调查对比和室内试验研究,了解该断裂破碎带及两侧岩土体的物理力学特性,并结合数值模拟仿真技术手段对滇中凤凰山隧洞穿越区域性大断裂的隧洞围岩稳定性和开挖进尺的施工参数优化进行了研究分析,论文形成的主要研究成果如下:(1)对元谋-绿汁江断裂破碎带及断层两侧江底河组钙质泥岩(K2j3)进行试验,得到其物理力学指标,再结合相关规范、岩体完整性及工程类比分析等方法,综合得出江底河组软岩(K2j3)及断裂破碎带岩土体的数值模拟参数,为数值模拟分析奠定基础。(2)采用数值模拟分析软件,建立起穿越不同倾角断裂带的隧洞三维简化模型,模拟分析了有无超前加固条件下隧洞穿越不同倾角断裂带时隧洞围岩的变形规律,得出β=75°工况下的凤凰山隧洞围岩稳定性较差以及隧洞在穿越断裂破碎带有必要进行预加固的结论。(3)在三维简化模型的基础上,继续对在不同开挖进尺情况下的隧洞围岩和支护结构的变形、受力等进行了对比分析,得出不同开挖进尺对隧洞围岩稳定性的影响规律,从而确定了隧洞合理的开挖进尺为1 m或1.5 m,为了加快隧洞掘进速度,开挖进尺建议取1.5 m。(4)基于特定断裂带倾角和开挖进尺,建立不同宽度的断裂带三维模型,模拟分析了凤凰山隧洞穿越不同宽度断裂带工况下的围岩稳定性情况,主要得出断裂带处隧洞围岩位移、所受应力及受开挖产生的塑性区范围随断裂带宽度的增加而稍有增加的结论。(5)结合数值分析结果及相关工程经验,总结了隧洞穿越断裂带的施工原则和施工方法,为相关隧洞工程建设提供参考建议。
王鹏飞[8](2019)在《渗压作用下断层带岩体断裂导渗演化机制研究》文中研究指明随着矿产资源开发不断向深部迈进,突水灾害已成为威胁矿井安全生产的最主要灾害之一,断层带突水是其主要表现形式。研究渗压作用下断层带岩体的断裂导渗演化机制,对于深入揭示断层带突水机理和前兆规律,实现矿井突水灾害的超前预测预警具有十分重要的理论与工程意义。为此,本文以山东黄金集团三山岛金矿主要导水断裂构造F3断层为背景,首先,从岩体结构控制的角度将断层带划分为诱导裂隙带和滑动破碎带两部分;然后,综合运用理论分析、现场调查、室内试验和数值模拟等方法,针对渗压作用下断层诱导裂隙带岩体和滑动破碎带土石混合体的断裂破坏机制及渗流演化规律进行了深入研究,主要内容如下:(1)基于夹杂理论,对渗压作用下裂隙岩体进行受力分析,建立了裂隙内附加水压力计算式,推导了考虑附加水压力影响的裂隙岩体断裂强度计算式;然后,通过对含不同倾角单裂隙和多条裂隙岩体开展室内岩石力学试验和数值模拟试验研究,分析了渗压作用下裂隙岩体的断裂破坏规律,证明了理论推导裂隙岩体断裂强度时考虑附加水压力影响的合理性和正确性。(2)重点考虑影响贯通充填裂隙渗流特性的两个基本几何参数,即粗糙度和隙宽,结合3D打印技术,通过对含不同粗糙度和隙宽贯通充填裂隙岩体开展渗透性试验,分析了围压、粗糙度和隙宽对贯通充填裂隙渗透性的影响机制,建立了贯通充填裂隙渗透率与围压之间的函数关系式。同时,通过对含两组不同形式贯通充填裂隙岩体开展数值模拟研究,揭示了含多条贯通充填裂隙岩体的渗透性演化规律。(3)利用自行设计的流-固耦合小尺度试验装置,对断层滑动破碎带不同含石率土石混合体试样开展多组无围压和围压加、卸载条件下的渗透性试验,单轴应力-渗流和三轴应力-渗流耦合加载试验,并结合CT实时扫描,分别建立了渗压、围压和轴向荷载与不同含石率土石混合体试样渗透系数之间的函数关系式,揭示了断层滑动破碎带土石混合体的开裂导渗演化规律。(4)自行设计了一套能够实现三维不等应力-渗流耦合加载的断层滑动破碎带渗流演化大尺度试验平台,通过在不同充填物配比、不同充填厚度、不同渗压和不同围压条件下开展试验研究,分析了应力-渗流耦合作用下断层滑动破碎带内充填物颗粒的迁移流失特征,揭示了滑动破碎带内突水通道的形成机制。
林辰[9](2020)在《断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出控制研究》文中进行了进一步梳理煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的复杂地质动力灾害,多数学者认为是地应力、煤体中的瓦斯和煤自身物理力学性质综合作用的结果,也是瓦斯地质研究一直面对的难题。地质构造对煤与瓦斯突出具有明显的控制作用,尤其断层构造往往是煤与瓦斯突出灾害的频发区带,构造应力在煤与瓦斯突出的动力来源中发挥着重要作用,因此研究断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出的控制作用对煤与瓦斯突出灾害防治具有重要的现实意义。本文以瓦斯地质理论为指导,采用现场调查、实验室测试、理论分析和数值模拟相结合的手段,开展了断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出控制作用的系统研究。首先,在构造形迹实体调查及特征分析的基础上,结合构造形迹形成的力学机制和结构面优势产状,运用赤平极射投影法重建研究区构造应力环境。其次针对煤与瓦斯突出集中带建立三维地质模型,利用FLAC 3D模拟断层区构造应力环境的差异性特征,揭示了研究区应力分量的空间分布规律,并探讨不同断层组合型式对构造应力环境的影响,分析了开采扰动作用下不同断层组合型式的动态响应规律。基于不同构造应力环境对煤储层的改造作用,分析研究区构造应力环境与构造煤发育程度、裂隙分布和破坏程度之间的关联性,探讨了构造应力环境对构造煤物理特征的控制作用。此外,运用断层区封闭理论,建立了不同封闭类型的断层区封闭性综合定量评价体系,结合瓦斯分布特征,明确了断层区封闭性与瓦斯富集的关系,从工作面断层、断层平面和断层垂向三个角度出发,验证了通过断层区封闭性定量评价,进而圈定瓦斯富集区的可靠性。最后,通过构造分布特征和煤与瓦斯突出特征研究,从断层组合型式、构造煤分布、地层曲率、煤厚与倾角变化和应力环境五个方面,探讨了断层构造和应力环境对煤与瓦斯突出的控制作用,为研究区煤与瓦斯突出防治提供依据。论文的研究内容分为以下五个方面:(1)基于赤平极射投影法的构造应力环境重建基于赤平极射投影和投影网的基本原理,将赤平极射投影方法应用到构造应力环境的研究;通过共轭剪节理和断裂面擦痕两种构造形迹的实体调查及特征研究,结合构造形迹形成的力学机制和结构面优势产状,运用赤平极射投影法重建了研究区的构造应力环境;共轭剪节理重建结果显示有4个方向的构造应力作用,分别为NEE—SWW向,NW—SE向,NE—SW向和NNE—SSW向;断裂面擦痕重建结果显示有4个方向的构造应力作用,分别为NNE—SSW向、NNW—SSE向、NEE—SWW向和NW—SE向;根据共轭剪节理的发育规模、交切关系、延伸长度和透入性分析和断裂面擦痕的空间切割和复合关系,理清研究区的构造应力环境时序关系,对比华北地区构造应力活动研究成果,整体考虑两种构造形迹完成构造应力环境时期的确定,基本反映了研究区的构造应力环境分为三期,印支期最大主应力为NE-SW向,燕山期最大主应力为NW-SE向,喜山期最大主应力为NEE-SWW向。(2)断层区构造应力环境及其采动响应规律为了提高断层区构造应力环境的数值模拟研究的针对性,在分析研究区煤与瓦斯突出分布规律的基础上,选取由郭庄背斜、牛庄向斜、牛庄逆断层、原十一矿逆断层组成的北西向构造带和由辛店正断层和张湾正断层组成的复合构造带两个典型区段建立三维地质模型,运用FLAC 3D对断层区构造应力环境进行数值模拟研究,初步揭示了主应力量值整体的空间分布规律,呈现随埋藏深度增加而增大的线性关系;对不同水平的走向剖面进行切片处理,分析了主应力在断层之间块体和断层外侧块体的分布特征,断层之间的块体区域,应力呈现先升高后降低,断层外侧的块体区域,应力量值随着远离断层,表现为线性增大;通过主应力矢量图分析,在断层带附近的主应力方位多发生明显偏转;在剖面上呈倒梯形的断层带,两条断层距离较近时,断层之间的块体出现明显应力增高,在剖面上呈梯形的断层带,两条断层距离较近时,断层之间的块体出现明显应力下降;当工作面距离断层大于90m时,正应力和剪应力基本保持稳定状态,在工作面距离断层20~90m区间,正应力和剪应力受开采扰动影响明显,当工作面距离断层小于20m时,正应力和剪应力变化复杂,断层区失稳滑动危险性最高;模型1在开采扰动下易发生滑落失稳,不会发生回转失稳,模型2在开采扰动下既有可能发生滑落失稳,也有可能发生回转失稳;随着工作面向断层的推进,断层面滑动区由上覆岩层向下伏岩层方向扩展,模型1的断层滑移量大于模型2。(3)构造应力环境对构造煤物理特征控制作用在研究区域构造应力环境演化特征的基础之上,完成构造应力环境研究参数的选取,根据主应力分布特征分析应力机制随上覆基岩厚度的演变规律,运用巷道观测结合待采区地球物理测井曲线进行丁组和戊组构造煤的定量判识,研究了逆断层应力机制条件下和平移断层应力机制条件下构造煤的发育程度;采取测窗法统计构造煤的裂隙产状信息,借助赤平极射投影方法获取丁组和戊组构造煤的裂隙发育特征,研究了构造煤裂隙发育特征与构造应力环境演化特征的对应关系,并选用构造煤裂隙密度考察了构造群落对构造煤裂隙发育的影响;利用地质编录结果及实验室测试,从结构特征、宏观特征和裂隙性质归纳总结了构造煤的物性特征,建立了不同破坏程度的构造煤分类依据,研究了构造煤破坏程度分布特征和侧压系数的关联性以及构造煤破坏程度分区和转变趋势,结合构造煤宏观特征,提出了构造应力作用下的构造煤变形模式分为摩擦滑动模式和固态流动模式,探讨了不同断层区域的构造煤变形模式类型。(4)断层区封闭性定量评价及瓦斯富集规律在断层区封闭机理及类型的研究基础上,建立了不同封闭类型的断层区封闭性综合定量评价体系,运用三角图的方式评价对接封闭、泥岩涂抹势(CSP)评价剪切型封闭、泥岩涂抹因子(SSF)评价侵入型封闭和断层泥比(SGR)评价非均匀层序的封闭,结合瓦斯分布特征,发现泥—砂对接区域的封闭性较强,砂—砂对接区域的封闭性较弱,确定了泥岩涂抹势(CSP)值15、泥岩涂抹因子(SSF)值9和断层泥比(SGR)值31作为判识断层区封闭的临界值。以己组13140工作面和张湾正断层为研究对象,对工作面断层、断层平面和断层垂向进行封闭性的定量评价,刻画出断层封闭区和断层开启区,进一步比对断层封闭区和瓦斯富集区的分布特征,发现两者在空间展布上吻合程度较高,验证了通过断层泥比(SGR)评价断层区封闭性,进而圈定瓦斯富集区的可靠性。(5)断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出控制机制实证分析以构造分布特征为主题,系统分析研究区褶皱构造、断层构造、小断层构造和顺层剪切构造,总结对比了戊组煤层和己组煤层煤与瓦斯突出与埋藏深度、突出煤量和突出瓦斯量的相关特征,发现己组煤层突出强度明显大于戊组煤层;从断层组合型式、构造煤分布、地层曲率、煤厚与倾角变化四个方面探讨了断层构造对煤与瓦斯突出的控制作用,煤与瓦斯突出分布与地质构造的空间位置关系显示煤与瓦斯突出具有明显的分带性,主要集中在由牛庄向斜、牛庄逆断层、原十一矿逆断层和郭庄背斜组成的北西西向褶皱断裂带北翼和由辛店正断层和张湾正断层组成的断裂带复合部位的两个突出集中带,两个突出集中带的剖面图分别呈倒梯形和梯形,断层组合型式属于地垒构造,倒梯形构造突出集中带位于两个断层外侧块体的北翼,梯形构造突出集中带位于两个断层中间的块体;构造煤发育区和增厚区是煤与瓦斯突出的频发地带;曲率半径为(1.0×104~3.0×104)的区域为煤与瓦斯突出危险区;煤层增厚区和煤厚陡变区是煤与瓦斯突出的有利区带,煤与瓦斯突出易发生在煤层倾角较大和倾角陡变区域;利用断裂面擦痕对研究区突出集中带的应力环境进行重建,研究了主应力方向对煤与瓦斯突出的控制作用,井田西部的突出集中带受北北东—北东向挤压作用控制,井田中部的突出集中带受北西—北北西向挤压作用控制;从煤与瓦斯突出能量角度出发,建立了煤岩体弹性能和瓦斯膨胀能两种不同能量载体的理论计算模型,分析了对研究区不同特征区域的煤与瓦斯突出能量,探讨了不同能量载体对煤与瓦斯突出的控制作用。
齐群,包含,兰恒星,晏长根,张科科[10](2019)在《断层泥剪切力学行为与应变软化特征研究》文中研究说明探究断层泥力学行为是研究断裂带工程地质效应的基础,以延安神道沟断裂带断层泥为对象,借助颗粒分析、X射线衍射等微观测试手段研究了3种颜色断层泥的组构特征,并通过环剪试验分析了不同含水率条件下重塑断层泥的力学行为。研究结果表明:单峰型粒径曲线的断层泥级配明显优于双峰型,石英、云母和长石为主要的非黏土矿物,黏土矿物则以伊利石和高岭石为主,赤铁矿与绿泥石的相对含量是造成断层泥颜色差异的主要原因;受含水率和粗颗粒含量的影响,断层泥应变软化特征显着,应变软化随着含水率增大呈现先增强后减弱的变化规律,当含水率小于塑限含水率时,应变软化特征则随着粗颗粒含量升高而趋弱;内摩擦角是影响应变软化特征的主要力学指标,峰值内摩擦角和残余内摩擦角均与含水率呈负相关;矿物含量影响内摩擦角的变化,在5%和10%含水率条件下,内摩擦角随非黏土矿物含量的升高而增大。
二、断层泥的物理性质及分布特征的工程地质研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、断层泥的物理性质及分布特征的工程地质研究(论文提纲范文)
(1)典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究动态及发展现状 |
1.2.1 滑坡理论发展过程 |
1.2.2 滑坡理论研究现状 |
1.2.3 滑坡体地球物理勘探国内外研究现状 |
1.2.4 问题提出 |
1.3 研究内容及创新点 |
1.3.1 论文研究内容 |
1.3.2 论文创新点 |
第2章 失稳边坡滑坡演化机理与稳定性分析理论 |
2.1 岩质边坡失稳演化机理 |
2.1.1 岩质边坡类型及其工程地质特征 |
2.1.2 岩质边坡失稳破坏模式 |
2.2 土质边坡失稳演化机理 |
2.2.1 土质边坡类型及其工程地质特征 |
2.2.2 土质边坡破坏模式 |
2.3 岩土复合边失稳演化机理 |
2.3.1 岩土复合边坡失稳破坏模式 |
2.3.2 岩土复合边坡失稳破坏影响因素 |
2.4 边坡失稳演化过程 |
2.5 边坡稳定性评价影响因素分析 |
2.5.1 自身内部条件因素 |
2.5.2 外部条件因素 |
2.6 边坡稳定性主要分析方法 |
2.6.1 定性评价方法 |
2.6.2 定量评价方法 |
2.7 本章小结 |
第3章 失稳边坡岩土地球物理性质及地球物理模型 |
3.1 失稳边坡岩土体地球物理性质 |
3.1.1 电阻率特征 |
3.1.2 弹性波速特征 |
3.1.3 探地雷达特征 |
3.2 岩土体工程力学性质与地球物理特征关系 |
3.3 失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.3.1 岩质失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.3.2 土质失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.3.3 岩土复合失稳边坡地球物理特征及模型 |
3.4 本章小结 |
第4章 失稳边坡地球物理方法模拟研究 |
4.1 高密度电阻率法正演模拟 |
4.1.1 电阻率法正演方法理论 |
4.1.2 边坡失稳地电模型 |
4.1.3 边坡失稳模型正演模拟及装置选择 |
4.1.4 高密度电阻率法反演 |
4.2 探地雷达正演模拟 |
4.2.1 探地雷达正演方法理论 |
4.2.2 探地雷达正演研究 |
4.3 本章小结 |
第5章 典型失稳边坡地球物理响应特征与分析 |
5.1 白云鄂博主矿南帮失稳边坡地球物理响应特征与分析 |
5.1.1 工程概况 |
5.1.2 研究区地质条件 |
5.1.3 野外数据采集 |
5.1.4 探测成果分析 |
5.1.5 滑坡体三维工程地质模型建立 |
5.2 张榆线公路勘察中滑坡体的地球物理特征与分析 |
5.2.1 工程概况 |
5.2.2 研究区地质条件 |
5.2.3 野外数据采集 |
5.2.4 探测成果分析 |
5.2.5 滑坡体演化机理分析 |
5.3 社会经济效益分析 |
第6章 典型边坡失稳演化机理及稳定性评价 |
6.1 滑坡灾害识别和预警 |
6.1.1 滑坡体的识别 |
6.1.2 滑坡体的预警 |
6.2 滑坡演化过程和机理分析 |
6.2.1 离散单元法基本原理 |
6.2.2 数值分析模型建立 |
6.2.3 边坡失稳演化过程分析 |
6.2.4 边坡失稳演化机理分析 |
6.3 边坡稳定性评价 |
6.3.1 岩土体工程力学参数的确定 |
6.3.2 边坡稳定性评价 |
6.4 边坡失稳原因分析 |
6.5 典型边坡滑坡探测与预警体系 |
第7章 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(2)如美水电站左岸坝基边坡变形破坏机制及稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 工程概况 |
1.2 选题依据及研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 西部山区水电开发与高坝建设 |
1.3.2 斜坡结构特征及变形破坏模式研究现状 |
1.3.3 岩体结构类型及量化描述研究现状 |
1.3.4 边坡稳定性研究方法概述 |
1.4 研究内容、研究思路和技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究思路及技术路线 |
第2章 中坝址区工程地质环境条件 |
2.1 自然地理 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气象水文 |
2.2 区域地质特征 |
2.2.1 区域地貌 |
2.2.2 区域构造 |
2.2.3 新构造运动及地震 |
2.3 坝址区工程地质条件 |
2.3.1 地形地貌 |
2.3.2 地层岩性 |
2.3.3 地质构造 |
2.3.4 水文地质条件 |
2.3.5 物理地质现象 |
第3章 左岸坝基边坡结构特征分析 |
3.1 岩性特征分析 |
3.2 Ⅲ级结构面发育特征 |
3.3 Ⅳ级结构面发育特征 |
3.4 V级结构面发育特征 |
3.4.1 缓倾结构面发育特征 |
3.4.2 陡倾裂隙发育特征 |
3.5 左岸坝基岩体结构特征分析 |
3.5.1 岩体结构特征量化分析 |
3.5.2 RQD、RBI和 RSI相关性分析 |
3.6 左岸坝基岩体质量评价 |
3.6.1 坝基岩体质量定性描述 |
3.6.2 坝基岩体质量量化分级方法及改进 |
3.6.3 坝基岩体质量综合分级 |
3.6.4 坝基岩体参数选取 |
3.7 斜坡变形破坏现象分析 |
3.7.1 滑动变形破坏现象 |
3.7.2 倾倒变形破坏现象 |
3.8 左岸坝基边坡可能失稳模式分析 |
3.9 小结 |
第4章 左岸斜坡形成演化动力学过程数值模拟研究 |
4.1 概述 |
4.2 计算模型的建立 |
4.3 初始应力场分析 |
4.4 左岸斜坡断层L72空间延伸长度分析 |
4.5 左岸斜坡形成过程中卸荷发展及特征分析 |
4.5.1 河谷下切过程中应力场演化特征 |
4.5.2 基于变形特征的斜坡卸荷特征分析 |
4.5.3 基于塑性区特征的斜坡卸荷特征分析 |
4.6 小结 |
第5章 左岸坝基边坡稳定性评价 |
5.1 概述 |
5.2 左岸坝基自然斜坡稳定性分析 |
5.2.1 基于FLAC3D的强度折减法分析 |
5.2.2 三维块体稳定性分析 |
5.3 左岸坝基开挖边坡稳定性分析 |
5.3.1 计算模型及开挖方案拟定 |
5.3.2 左岸坝基边坡开挖响应分析 |
5.3.3 基于强度折减法的坝基边坡稳定性分析 |
5.4 小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
(3)蚀变岩发育规律及工程特性研究 ——以磐安抽水蓄能电站为例(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容及创新点 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 创新点 |
1.4 研究思路与技术路线 |
2 蚀变岩赋存环境 |
2.1 区域地质背景 |
2.1.1 区域构造单元 |
2.1.2 区域地层岩性 |
2.1.3 区域构造演化及岩浆活动历史 |
2.2 工程区地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地层岩性 |
2.2.3 地质构造 |
2.2.4 水文地质 |
2.2.5 岩体风化 |
3 蚀变岩岩矿特性 |
3.1 分析方法及测试方案 |
3.2 岩石类型 |
3.3 蚀变类型 |
3.4 小结 |
4 岩石蚀变分级研究 |
4.1 蚀变岩SWIR测试分析 |
4.1.1 短波红外光谱测试技术 |
4.1.2 岩体SWIR测试分析 |
4.2 蚀变岩强度与SWIR指标的关系 |
4.3 岩石蚀变现场快速识别分级方法 |
4.3.1 评价指标 |
4.3.2 评价方法 |
4.3.3 实施要点 |
4.4 小结 |
5 蚀变岩特性及力学参数估算 |
5.1 蚀变岩物理特性 |
5.1.1 岩石含水率试验 |
5.1.2 岩石吸水性试验 |
5.1.3 岩石颗粒密度试验 |
5.1.4 岩体密度试验 |
5.2 蚀变岩力学特性 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 试验成果及分析 |
5.3 蚀变岩体力学参数估算 |
5.3.1 Hoek-Brown强度准则 |
5.3.2 工程区蚀变岩体力学参数估算 |
5.4 小结 |
6 蚀变岩发育规律研究及分布预测 |
6.1 工程区平硐岩体蚀变发育分析 |
6.1.1 探硐CPD01 |
6.1.2 平硐YPD01 |
6.1.3 平硐XPD01 |
6.1.4 平硐XPD02 |
6.1.5 平硐SPD04 |
6.2 三维蚀变地质模型分析 |
6.2.1 三维钻孔模型 |
6.2.2 三维地质模型 |
6.2.3 蚀变模型构建 |
6.2.4 蚀变发育与分布规律 |
6.3 浙江省蚀变岩发育特征研究 |
6.4 岩石蚀变成因分析 |
6.5 工程区岩体蚀变发育与分布预测 |
6.6 小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
参考文献 |
附录 |
个人简历、在学期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)陇南山区大型滑坡群发性规律与机理研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 滑坡群发性规律 |
1.2.2 滑坡群发性机理 |
1.2.3 滑坡群发性规律研究手段 |
1.2.4 陇南山区滑坡群发性研究现状 |
1.3 研究思路及技术路线 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 研究成果与创新点 |
第二章 研究区工程地质环境 |
2.1 地理位置 |
2.2 区域构造背景 |
2.3 地层岩性 |
2.3.1 第四系 |
2.3.2 前第四系 |
2.4 地质构造 |
2.5 地形地貌 |
2.6 水文地质条件 |
2.7 物理地质现象 |
2.8 新构造运动及地震 |
第三章 陇南山区大型滑坡群发性规律 |
3.1 滑坡数据来源及分析 |
3.2 断裂带与滑坡群发性分布的关系 |
3.2.1 研究区主要断裂概述 |
3.2.2 西秦岭北缘断裂带滑坡分布规律 |
3.2.3 四门镇—宕昌断裂带滑坡分布规律 |
3.2.4 礼县—白关断裂带滑坡分布规律 |
3.2.5 白龙江断裂带滑坡分布规律 |
3.2.6 文县—康县—略阳断裂带滑坡分布规律 |
3.3 地震与滑坡群发性分布的关系 |
3.3.1 地震空间特征 |
3.3.2 地震滑坡的分布规律 |
3.3.3 地震滑坡的滞后性特征 |
3.4 小结 |
第四章 滑坡群发性的断裂带机理分析 |
4.1 秦峪断层几何特征 |
4.2 秦峪断层泥物质结构特征 |
4.2.1 断层物质特征 |
4.2.2 扫描电镜试验结果 |
4.2.3 XRD试验结果 |
4.3 秦峪断层上下盘岩体结构特征 |
4.3.1 岩体结构变化范围 |
4.3.2 断层的上盘效应 |
4.4 秦峪断层上下盘地应力场分布特征 |
4.4.1 计算模型及参数 |
4.4.2 应力场分析 |
4.5 小结 |
第五章 滑坡群发性的地震效应分析 |
5.1 地震区地应力时效性 |
5.2 陇南山区应力场演化及特征 |
5.2.1 陇南山区应力场演化 |
5.2.2 地应力实测数据分析 |
5.2.3 陇南山区应力场特征 |
5.3 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 需进一步研究的问题 |
参考文献 |
在学期间研究成果 |
致谢 |
(5)澜沧江上游亚贡双向倾倒变形体失稳破坏模式及稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究意义及选题依据 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 岩质倾倒变形边坡失稳破坏模式研究现状 |
1.2.2 岩质倾倒变形边坡稳定性分析方法研究现状 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线图 |
第2章 区域地质背景 |
2.1 工程概况 |
2.2 研究区区域背景 |
2.2.1 区域地形地貌 |
2.2.2 区域地层岩性 |
2.2.3 区域地质构造 |
2.2.4 区域构造应力场 |
2.2.5 区域地震活动 |
第3章 亚贡倾倒变形体工程地质条件 |
3.1 地形地貌 |
3.2 地层岩性 |
3.3 地质构造 |
3.4 岩体风化卸荷 |
3.5 水文地质特征 |
第4章 亚贡倾倒变形体发育特征 |
4.1 亚贡倾倒变形体形态特征及规模研究 |
4.2 亚贡倾倒变形体物质组成及结构特征 |
4.2.1 亚贡倾倒变形体物质组成 |
4.2.2 亚贡倾倒变形体岩体结构特征 |
4.3 亚贡倾倒变形体破坏特征 |
4.3.1 亚贡倾倒变形体木水河侧坡表特征 |
4.3.2 亚贡倾倒变形体木水河侧深部特征 |
4.3.3 亚贡倾倒变形体澜沧江侧坡表特征 |
4.3.4 亚贡倾倒变形体澜沧江侧深部特征 |
4.4 亚贡倾倒变形体倾倒程度划分 |
4.4.1 亚贡倾倒变形体倾倒程度分级指标 |
4.4.2 亚贡倾倒变形体倾倒变形强烈程度定性分析 |
4.4.3 亚贡倾倒变形体倾倒程度定量分级结果分析 |
第5章 亚贡倾倒变形体结构面特征及岩体质量分级 |
5.1 亚贡倾倒变形体结构面工程地质分级 |
5.1.1 岩体结构面分级标准 |
5.1.2 岩体结构面工程地质特性 |
5.1.3 结构面组合对亚贡倾倒变形体的影响 |
5.2 亚贡倾倒变形体岩体质量分级 |
5.2.1 工程岩体质量分级标准 |
5.2.2 工程岩体质量分级结果 |
第6章 亚贡倾倒变形体失稳破坏模式分析及稳定性计算 |
6.1 亚贡倾倒变形体形成双向倾倒因素分析 |
6.2 亚贡倾倒变形体失稳破坏模式工程地质定性分析 |
6.3 亚贡倾倒变形体失稳破坏模式物理模拟试验研究 |
6.3.1 试验原理 |
6.3.2 试验材料配制及模型构建 |
6.3.3 试验过程及结果分析 |
6.4 亚贡倾倒变形体失稳破坏模式离散元分析 |
6.4.1 模型建立 |
6.4.2 参数选取 |
6.4.3 计算结果分析 |
6.4.4 潜在滑移面分析 |
6.5 亚贡倾倒变形体稳定性计算 |
6.5.1 潜在失稳破坏范围确定 |
6.5.2 计算工况确定及参数选取 |
6.5.3 计算结果分析 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(6)绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题的理论和实践意义 |
1.1.1 选题的理论 |
1.1.2 选题的实践意义 |
1.2 国内外研究现状及存在问题 |
1.2.1 国内外软岩力学特征研究现状 |
1.2.2 国内外软岩隧道变形机理研究现状 |
1.2.3 国内外软岩隧道支护理论研究现状 |
1.2.4 国内外软岩隧道变形控制技术研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
2 依托工程背景及其地质环境条件 |
2.1 工程概况 |
2.2 工程地质及水文地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地层岩性 |
2.2.3 地质构造 |
2.2.4 水文地质 |
3 绢云母片岩隧道围岩物理性质研究 |
3.1 微观结构试验 |
3.1.1 偏光显微镜薄片鉴定试验 |
3.1.2 电镜扫描试验 |
3.2 物理性质试验 |
3.2.1 试验原理及方法 |
3.2.2 试验结果 |
3.3 水理性质试验 |
3.3.1 试验原理及方法 |
3.3.2 试验结果 |
3.4 实验结果反映的工程特性 |
3.4.1 微观结构实验 |
3.4.2 物理性质实验 |
3.4.3 水理性质实验 |
本章小结 |
4 绢云母片岩隧道施工期围岩变形特征及影响因素研究 |
4.1 掌子面超前地质预报 |
4.1.1 仪器设备 |
4.1.2 探测原理 |
4.1.3 数据采集 |
4.1.4 数据处理与结果分析 |
4.1.5 围岩变形影响因素分析 |
4.2 隧道围岩监控量测 |
4.2.1 围岩与初支压力、钢架内力监测 |
4.2.2 拱顶下沉及周边收敛监测 |
4.2.3 支护系统受力及变形特征分析 |
4.2.4 围岩变形影响因素分析 |
4.3 绢云母片岩隧道数值模拟 |
4.3.1 FLAC~(3D)有限差分软件简介 |
4.3.2 建立隧道模型 |
4.3.3 结果分析 |
4.4 绢云母片岩隧道施工期围岩变形特征及其影响因素 |
4.4.1 白石头隧道围岩变形宏观特征 |
4.4.2 施工期围岩受力变形特征 |
4.4.3 施工期围岩变形影响因素 |
本章小结 |
5 绢云母片岩隧道施工期变形控制技术研究 |
5.1 典型软岩大变形隧道案例 |
5.2 隧道变形控制措施基本理念 |
5.3 绢云母片岩隧道施工期变形控制技术 |
5.3.1 开挖方法优化 |
5.3.2 支护结构优化 |
5.3.3 结果验证 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录 |
(7)滇中元谋—绿汁江断裂带对凤凰山隧洞围岩稳定性影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 隧洞围岩稳定性研究现状 |
1.2.2 断层区域隧洞围岩稳定性研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究思路及技术路线 |
第2章 研究区工程地质条件 |
2.1 地形地貌 |
2.2 地层岩性 |
2.2.1 地层与沉积构建 |
2.2.2 岩浆活动 |
2.2.3 变质作用 |
2.3 地质构造 |
2.3.1 大地构造单元 |
2.3.2 主要断裂及其活动性 |
2.3.3 区域地球物理场与深部构造 |
2.3.4 地层产状特征 |
2.3.5 主要节理裂隙发育特征 |
2.4 水文地质 |
2.4.1 水文地质条件概述 |
2.4.2 水文地质单元分类 |
2.4.3 地下水类型 |
2.4.4 主要地下储水体 |
2.5 新构造运动和地震 |
2.5.1 新构造运动 |
2.5.2 地震 |
第3章 元谋-绿汁江断裂带工程地质特性研究 |
3.1 断裂带结构构造特征 |
3.2 断裂带水文地质特征 |
3.3 断裂破碎带物理力学特性 |
3.3.1 断裂破碎带物理特性 |
3.3.2 断裂破碎带力学特性 |
3.4 断裂带两侧江底河组钙质泥岩(K2j3)力学特性 |
3.4.1 江底河组钙质泥岩单轴压缩试验 |
3.4.2 江底河组钙质泥岩三轴压缩试验 |
3.5 断裂带活动性与工程抗震 |
3.5.1 断裂带活动特点与震级、变形量 |
3.5.2 断裂带活动性对工程的影响分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 断裂带倾角对隧洞围岩稳定性影响数值分析 |
4.1 围岩稳定性评判方法 |
4.2 数值模型建立 |
4.2.1 数值模拟软件的选择 |
4.2.2 隧洞模型建立 |
4.2.3 计算假定及参数选取 |
4.2.4 隧洞支护设计及掘进工序模拟 |
4.3 无超前加固条件下计算结果分析 |
4.3.1 围岩竖向位移分析 |
4.3.2 围岩水平位移分析 |
4.3.3 围岩塑性区分析 |
4.4 超前加固条件下计算结果分析 |
4.4.1 围岩竖向位移分析 |
4.4.2 围岩水平位移分析 |
4.4.3 围岩塑性区分析 |
4.5 有无超前加固分析结果对比 |
4.5.1 拱顶沉降位移对比 |
4.5.2 边墙水平位移对比 |
4.6 本章小结 |
第5章 凤凰山隧洞穿越断裂带施工对围岩稳定性影响分析 |
5.1 施工开挖进尺优化 |
5.1.1 工况模拟 |
5.1.2 围岩位移分析 |
5.1.3 初支结构应力分析 |
5.2 断裂带宽度对隧洞围岩稳定性影响数值分析 |
5.2.1 围岩位移分析 |
5.2.2 围岩应力场分析 |
5.2.3 围岩塑性区分析 |
5.3 隧洞穿越断裂带施工处理 |
5.3.1 施工原则 |
5.3.2 施工方法 |
5.4 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(8)渗压作用下断层带岩体断裂导渗演化机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 研究背景及意义 |
2.2 文献综述 |
2.2.1 断层带岩体结构研究 |
2.2.2 裂隙岩体断裂破坏研究 |
2.2.3 裂隙岩体渗流特性试验研究 |
2.2.4 断层带突水演化机制研究 |
2.3 问题提出 |
2.4 研究内容及技术路线 |
2.4.1 研究内容 |
2.4.2 技术路线 |
3 渗压作用下诱导裂隙带岩体断裂破坏机制研究 |
3.1 渗压作用下单裂隙岩体断裂破坏过程理论推导 |
3.1.1 基于夹杂理论的裂隙岩体流-固耦合受力分析 |
3.1.2 岩体Ⅰ-Ⅱ复合型裂隙断裂强度推导 |
3.2 渗压作用下单裂隙岩体断裂破坏过程试验研究 |
3.2.1 裂隙岩体物理力学参数确定 |
3.2.2 裂隙岩体应力-渗流耦合加载试验研究 |
3.2.3 数值模拟试验研究 |
3.3 渗压作用下含多条裂隙岩体断裂破坏过程数值模拟研究 |
3.3.1 含多条平行裂隙岩体数值模拟研究 |
3.3.2 含多条非平行裂隙岩体数值模拟研究 |
3.4 本章小结 |
4 渗压作用下含贯通充填裂隙岩体导渗演化机制研究 |
4.1 渗压作用下含贯通充填裂隙岩体渗透性理论分析 |
4.1.1 裂隙粗糙度表征分析 |
4.1.2 单条贯通充填裂隙渗透性理论推导 |
4.1.3 含贯通充填裂隙岩体渗透性理论分析 |
4.2 渗压作用下单贯通充填裂隙渗透性试验研究 |
4.2.1 含不同粗糙度和隙宽单贯通充填裂隙试件制作 |
4.2.2 试验方法及原理 |
4.2.3 试验结果及分析 |
4.3 渗压作用下含多条贯通充填裂隙岩体渗透性数值模拟研究 |
4.3.1 含多条贯通充填裂隙岩体渗流模型 |
4.3.2 含多条不同粗糙度贯通充填裂隙岩体数值模拟研究 |
4.3.3 含多条不同隙宽贯通充填裂隙岩体数值模拟研究 |
4.3.4 含复杂贯通充填裂隙岩体数值模拟研究 |
4.4 本章小结 |
5 渗压作用下滑动破碎带土石混合体开裂导渗试验研究 |
5.1 滑动破碎带土石混合体物理性质试验研究 |
5.2 渗压作用下不同含石率土石混合体渗透性试验研究 |
5.2.1 试验土石混合体试样制备 |
5.2.2 试验仪器及方案 |
5.2.3 无围压条件下渗透性试验结果及分析 |
5.2.4 加、卸载围压条件下渗透性试验结果及分析 |
5.3 渗压作用下不同含石率土石混合体开裂破坏试验研究 |
5.3.1 试验仪器及方案 |
5.3.2 单轴应力-渗流耦合加载试验结果及分析 |
5.3.3 三轴应力-渗流耦合加载试验结果及分析 |
5.4 本章小结 |
6 渗压作用下滑动破碎带突水通道形成及演化机制研究 |
6.1 相似理论 |
6.2 滑动破碎带导渗演化相似模型试验 |
6.2.1 试验模型设计 |
6.2.2 试样制备及试验方案 |
6.2.3 试验结果及分析 |
6.3 本章小结 |
7 结论和创新点 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及存在问题 |
1.2.1 构造应力研究现状 |
1.2.2 构造应力模拟方法研究现状 |
1.2.3 断层构造对煤与瓦斯突出影响研究现状 |
1.2.4 主要存在问题 |
1.3 研究内容及研究方法 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.4 研究路线 |
1.5 本章小结 |
2 基于赤平极射投影法的构造应力环境重建 |
2.1 赤平极射投影 |
2.1.1 赤平极射投影原理 |
2.1.2 投影网成图原理 |
2.2 共轭剪节理构造应力环境分析 |
2.2.1 构造应力分析依据 |
2.2.2 共轭剪节理发育规律 |
2.2.3 利用共轭剪节理重建构造应力环境 |
2.3 断裂面擦痕构造应力环境分析 |
2.3.1 构造应力分析依据 |
2.3.2 断裂面擦痕特征 |
2.3.3 利用断裂面擦痕重建构造应力环境 |
2.4 构造应力环境期次 |
2.4.1 构造应力环境时序关系 |
2.4.2 构造应力环境时期的确定 |
2.5 本章小结 |
3 断层区构造应力环境及其采动响应规律 |
3.1 工程背景 |
3.1.1 大地构造位置 |
3.1.2 地质特征 |
3.1.3 煤与瓦斯突出分布特征 |
3.2 三维地质模型建立 |
3.2.1 模型区域 |
3.2.2 网格划分及参数选取 |
3.2.3 模型求解 |
3.3 不同断层组合型式的构造应力环境模拟结果 |
3.3.1 整体主应力分布 |
3.3.2 走向剖面主应力分布 |
3.3.3 断层附近主应力分布 |
3.4 开采扰动下的断层区构造应力环境动态响应数值模拟 |
3.4.1 数值计算方案 |
3.4.2 开采扰动下的断层区失稳力学分析 |
3.4.3 开采扰动下的断层区应力响应 |
3.4.4 开采扰动下的断层区位移响应 |
3.5 本章小结 |
4 构造应力环境对构造煤物理特征控制作用 |
4.1 构造应力环境背景 |
4.2 主应力值对构造煤发育程度的影响 |
4.2.1 主应力值分布特征 |
4.2.2 应力机制对构造煤发育程度的影响 |
4.2.3 讨论 |
4.3 主应力方向对构造煤裂隙优选方位的影响 |
4.3.1 主应力方向分布特征 |
4.3.2 构造煤裂隙优选方位 |
4.3.3 讨论 |
4.4 侧压系数对构造煤破坏程度的影响 |
4.4.1 侧压系数分布特征 |
4.4.2 侧压系数与构造煤破坏程度的关联性 |
4.4.3 讨论 |
4.5 本章小结 |
5 断层区封闭性定量评价及瓦斯富集规律 |
5.1 断层区封闭机理及评价方法 |
5.1.1 断层区封闭机理及类型 |
5.1.2 对接封闭评价方法 |
5.1.3 断层岩封闭评价方法 |
5.2 断层区封闭性与瓦斯富集的关系 |
5.2.1 对接封闭与瓦斯富集的关系 |
5.2.2 泥岩涂抹势与瓦斯富集的关系 |
5.2.3 泥岩涂抹因子与瓦斯富集的关系 |
5.2.4 断层泥比与瓦斯富集的关系 |
5.3 断层区瓦斯富集规律 |
5.3.1 工作面断层瓦斯富集规律 |
5.3.2 断层平面瓦斯富集规律 |
5.3.3 断层垂向瓦斯富集规律 |
5.4 本章小结 |
6 断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出控制机制实证分析 |
6.1 研究区构造分布特征 |
6.2 研究区煤与瓦斯突出特征 |
6.2.1 戊组煤与瓦斯突出特征 |
6.2.2 己组煤与瓦斯突出特征 |
6.3 断层构造对煤与瓦斯突出控制作用 |
6.3.1 断层组合型式对煤与瓦斯突出的控制 |
6.3.2 构造煤分布与煤与瓦斯突出的关联性 |
6.3.3 地层曲率与煤与瓦斯突出的关联性 |
6.3.4 煤层厚度和倾角与煤与瓦斯突出的关联性 |
6.4 应力环境对煤与瓦斯突出控制作用 |
6.4.1 主应力方向对煤与瓦斯突出控制作用 |
6.4.2 应力环境对煤与瓦斯突出能量控制作用 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(10)断层泥剪切力学行为与应变软化特征研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 地质背景与断层特征 |
2 物理性质与矿物组构特征 |
2.1 颗粒级配 |
2.2 矿物组成 |
3 断层泥环剪试验 |
3.1 试验设备与方法 |
3.2 剪应力-剪切位移曲线分析 |
4 应变软化特征与抗剪强度参数分析 |
4.1 含水率对应变软化特征的影响 |
4.2 抗剪强度参数分析 |
4.2.1 强度参数对应变软化特征的影响 |
4.2.2 非黏土矿物含量对内摩擦角变化规律的影响 |
5 结论 |
四、断层泥的物理性质及分布特征的工程地质研究(论文参考文献)
- [1]典型边坡滑坡地球物理特征与演化机理研究[D]. 周越. 吉林大学, 2021(01)
- [2]如美水电站左岸坝基边坡变形破坏机制及稳定性分析[D]. 刘鸿. 成都理工大学, 2020(04)
- [3]蚀变岩发育规律及工程特性研究 ——以磐安抽水蓄能电站为例[D]. 潘旭威. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [4]陇南山区大型滑坡群发性规律与机理研究[D]. 刘金水. 兰州大学, 2020(01)
- [5]澜沧江上游亚贡双向倾倒变形体失稳破坏模式及稳定性分析[D]. 尚琪. 成都理工大学, 2020(04)
- [6]绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术研究[D]. 朱孟龙. 西南林业大学, 2020(01)
- [7]滇中元谋—绿汁江断裂带对凤凰山隧洞围岩稳定性影响研究[D]. 李万才. 成都理工大学, 2020(04)
- [8]渗压作用下断层带岩体断裂导渗演化机制研究[D]. 王鹏飞. 北京科技大学, 2019(06)
- [9]断层构造及其应力环境对煤与瓦斯突出控制研究[D]. 林辰. 中国矿业大学(北京), 2020(04)
- [10]断层泥剪切力学行为与应变软化特征研究[J]. 齐群,包含,兰恒星,晏长根,张科科. 工程地质学报, 2019(05)