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《中国地震局地质研究所》 2005年
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甘肃北山花岗岩裂隙几何学特征研究

李亚萍  
【摘要】:发育于岩石中的天然裂隙几何学参数(密度、优势方位、长度、隙宽等)不仅是确定裂隙系统流体动力学的重要参数,而且也是大型工程施工和运行情况下稳定性分析中的重要考虑因素之一,一直以来倍受工程地质学家的重视。数十年来国内外学者分别采取构造地质研究(野外裂隙调查)、构造物理学的实验模拟和数值模拟试验与仿真等方法对岩石的裂隙几何学特征做了较为广泛而深入地研究,取得了丰硕的成果。 本文以我国高放废物处置库的重点预选区—甘肃北山旧井地段板滩单元花岗岩中发育的构造裂隙(主要指节理)为研究对象,通过现场野外调查测量,结合已有的区调成果和钻孔详细的裂隙分析资料,运用传统的概率统计方法和分形理论,在ArcGIS平台下对裂隙几何学要素(长度、方位、密度等)进行统计、计算和分析,研究花岗岩岩体中裂隙的分布特征,对裂隙的几何学参数予以定量描述,为核废料处置库的选择提供必要的基础数据。同时,把裂隙密度和裂隙网络的空间结构结合,对甘肃北山花岗岩的岩体工程质量进行初步评价。论文所取得的成果如下: 一、获得单个裂隙的几何学参数 对研究区花岗岩体地表露头中发育的构造节理进行数字测量与调查,共获得露头区五个测点、328m~2数字化的二维裂隙空间分布图像。同时对裂隙图像进行几何变换和矫正处理,在Mapinfo平台下以人工目视判读、解译为基础,经配准、数字化获得数字化裂隙网络图。 根据甘肃北山区域裂隙发育状况,结合野外裂隙实地调查结果、钻孔裂隙特征,在ArcGIS平台下运用SQL查询语言进行裂隙分组、统计、计算,获得单个裂隙的几何参数,相关主要研究成果如下: 1.节理裂隙的长度分布具有不均匀性和方向性。优势方向上裂隙的总长度也呈现优势增长。裂隙长度变化并不是无规则的,而是连续的;当采样面积较大、裂隙数量较多时,裂隙长度分布可以用指数函数y=ce~(kx)来拟合;裂隙长度集中在0.5m~4m之间,其比例占到95%以上。裂隙长度概率密度函数符合幂函数分布;在不分组的情况下,长短裂隙的比例在1~2之间。
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