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《成都理工学院》 2001年
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断裂构造对地应力场的影响及其工程意义

苏生瑞  
【摘要】:地应力是地质环境和地壳稳定性评价、地质工程设计和施工的重要基础资料之一。本文通过对大量实测地应力资料的深入分析和对云南丽江地区、川西北岷江上游地区等地区的现场地质调查,结合系统的数值模拟分析,进行了断裂构造对地应力场的影响及其工程意义的研究:(1)以相关领域的最新研究成果,系统研究了地应力的形成因素和影响因素,阐明了断裂在地应力场形成中的作用;(2)通过对国内外大量实测地应力资料的分析,分别研究了活动断裂和非活动断裂对地应力场的影响;(3)通过深入的现场调查和综合分析,研究了云南丽江地区和川西北岷江上游地区的断裂构造格架、主要断裂的现今活动性及其对应力场的影响;(4)通过应用离散元方法进行系统的数值模拟分析,研究了断裂引起附近应力场变化的规律及其机理;(5)通过工程实例的研究阐明了断裂构造对地应力场影响的工程意义。通过上述研究,本文取得了如下进展和新认识: (1)重力作用和地质构造运动是形成地应力的两个最基本的因素,地质构造、地形、岩性等则是影响地应力重要因素,而断裂构造是造成地壳岩体中应力发生复杂变化的主要因素之一。 (2)不论是单一活动断裂还是复合活动断裂,均对岩体中的应力场有明显的影响。活动断裂附近的主应力方位和量值均不同程度地发生变化,而这种变化主要限于断裂附近一定距离内,远离断裂,逐渐趋于与区域应力场一致。同一条断裂不同段具有不同的应力状态,表现在最大主应力方向和量值都不同。活动断裂附近的应力是随时间而变化的,特别是在地震活动区。复合活动断裂能造成在断裂复合部位的局部应力集中,产生地震和其它高地应力现象。 (3)非活动断裂对其附近的应力场也有明显的影响。在断裂附近,应力方位发生转向,旋转角度可从十几度到近90°度。断裂组成地应力局部分区的界面,断层的上盘与下盘应力大小和方向都有差别。断裂发育的复杂程度与地应力的变化的幅度密切相关。 (4)本文首次用离散元方法对断裂构造对地应力场的影响进行了全面系统的模拟分析,揭示了断裂构造对地应力场的影响的规律及其机理。通过模拟分析可知,断层附近应力方位变化的幅度和发生变化的范围因断层的力学性质、围岩的物理力学性质及边界条件等的不同而不同。断层的内摩擦角(φ)和边界应力比值(K_b)及断层方向与边界最大主应力方向之间的夹角(α)对断层附近应力方位发生变化的范围和幅度影响最大。发生变化的范围随着断层的内摩擦角的增大而减小,随着边界应力比值的增大而增大。在影响断层附近应力方位的因素中,断层的内摩擦角是最重要的因素。 (5)通过使用Kulatilake 等提出的起到完整岩石作用的假节理(或断裂)(fictitious joints)的方法成功地模拟分析了断层端部的应力状态。 (6)现场调查和数值模拟分析结果表明,云南丽江地区和四川岷江上游地区的地应力场以及地震活动等受断裂的复合的影响。
【学位授予单位】:成都理工学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:P553

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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1 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
2 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
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6 李亚帮;膨胀性充填裂隙水力特性实验研究[D];郑州大学;2010年
7 王晓初;依兰航电枢纽工程地质灾害危险性评估[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 郑婧;阜新市细河以北主体功能区工程地质环境质量综合评价[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 徐义洪;渗流作用下深部矿场采动围岩的传热机理研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王楠;钦—杭结合带中段湘南—桂东北地区断裂构造遥感解译及定量化分析[D];首都师范大学;2013年
2 周丹;多源遥感数据在羊拉铜矿区断裂构造研究中的应用[D];中国地质大学;2013年
3 柯春培;淮北新矿区断裂构造发育特征及分布规律研究[D];安徽理工大学;2013年
4 姜佳佳;苏州地区第四纪地层划分对比与断裂构造活动性分析[D];中国地质大学(北京);2013年
5 陈欣;南通第四纪地层划分对比与断裂构造活动性分析[D];中国地质大学(北京);2013年
6 张力;“RS”技术在辽宁省大伙房水库输水(二期)工程地质勘测中的研究与应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
7 赵阳;新疆东天山库姆塔格地区断裂构造与成矿关系研究[D];新疆大学;2008年
8 关卫军;遥感技术在鞍山市引细入兰输水工程地质勘测中的应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
9 殷卓;基于重力异常研究九瑞矿集区断裂构造与控矿关系分析[D];长安大学;2010年
10 徐有基;构造及采动对金川二矿区1150中段围岩及矿岩稳定性的影响[D];兰州大学;2006年
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