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《成都理工大学》 2002年
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黄河拉西瓦水电站深切河谷花岗岩体风化卸荷的工程地质研究

巨广宏  
【摘要】: 规划中或正在建设的西南、西北深切河谷区水利水电工程均涉及到岩体风化、卸荷问题,而研究岩体风化、卸荷对于工程设计、参数取值、岩体质量分级、岩体开挖、建基面选取乃至未来工程运行等具有重要意义。 本文以黄河拉西瓦水电站坝基花岗岩体为研究对象,从风化、卸荷发生的根本原因—岩体在地表与深部存在巨大环境差异为契入点,制定了从背景条件—机理研究—风化、卸荷分带—坝基可利用岩体选取这样一条从基础研究到应用研究的较为明晰的技术路线。论文运用自然分析法对坝基花岗岩体现今风化、卸荷程度予以探讨;运用定量分析法对坝基岩体进行风化、卸荷分带;运用从局部到整体的思维方法对坝基岩体风化、卸荷空间分布规律予以探讨。其中研究风化分带的定量指标有纵波速Vp、钻孔RQD、结构面间距与条数等,研究卸荷分带的定量指标有纵波速度、节理开度与钻孔岩体透水性,据此划分的不同程度风化、卸荷岩体与有限元计算的坝区河谷应力场具有良好对应性。 本文主要结论与认识为:(1)对于岩体风化的研究从微观与宏观两方面入手,微观方面重视对矿物学、岩石学的研究,宏观方面,上升到岩体结构被改造的高度进行研究;(2)归纳了表征岩体风化、卸荷程度的特征指标并提出了划分岩体风化、卸荷程度的几种方法;(3)岩体结构控制着河谷浅表改造,但导致崩塌、滑坡、倾倒、松动等表生物理地质现象的直接原因乃是岩体的风化、卸荷。(4)对于同一时代、同一岩性、有着同一构造经历的块状岩体,其风化往往表现为渐进性。坝区坚硬花岗岩体的风化、卸荷服从这一规律;(5)风化、卸荷作为浅表生改造的两种重要外生营力,均活跃于谷坡表部,故虽相区别但却息息关联并与环境场密不可分。本文研究结果为弱卸荷与弱风化大致对应、强卸荷与强风化大致对应;(6)岩体是由组成它的岩石与缺陷赋存于一定环境场中的地质体,据此本文将岩体风化细划为岩石风化与结构面风化,并进而将表征岩体风化的指标相应地归结为三个方面来加以研究并应用于工程实践,这就是:①对于岩石风化,主要为矿物的变异程度与风化岩石的物理力学性能研究:②虽已认识到风化作用破坏了岩体完整性,但将该理论应用于岩体风化分带却不多见,本文即从浅表部位硬性结构面间距、条数、迹长、块度等随远离临空面的变化规律来研究岩体风化分带:③不同风化、卸荷程度的岩体实际处于不同环境场中,弹性波速变化与特定环境场相对应,因而是反映岩体风化、卸荷的综合因素。
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