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花岗岩岩体结构面网络模拟及连通路径分析

文帆  
【摘要】:结构面是工程岩体在特定的物理力学环境下的产物,是地下水流的主要通道,也是岩体中的软弱结构面,决定着岩体的工程性质。高放废物处置场址对岩体的密闭性要求极高,尤其是裂隙岩体的渗透性质,是决定该场区能否作为最终处置库场址的一个必要因素,其中岩体内结构面的分布特征和连通性是影响岩体渗流的主导因素。裂隙作为岩体中普遍存在的一种结构面,具有分布广、数量多、统计上具一定规律性的特点,对它的测量、调查与统计是建立结构面网络模型、岩体稳定性分析与渗透性评价的基础。 本文以甘肃北山芨芨槽地段花岗岩中发育的构造裂隙为研究对象,利用GPS-RTK对测区地表岩体裂隙进行定位测量和结构面的传统产状测量,结合已有的区调成果和裂隙分析资料,获得了大量研究区域结构面的分布特征,运用相应软件对野外调查所获得的裂隙要素(迹长、产状、密度等)进行统计、计算和分析,确定测区裂隙的分组数和每组裂隙的优势方位值;同时结合Arcgis平台对测区裂隙迹线进行网络模拟,并利用遥感解析的方法提取块段内中等尺度结构面的场区断裂,通过经纬坐标对断裂、裂隙和节理密集带进行位置配准,形成了块段裂隙迹线分布网络图;再利用裂隙产状分组结果和统计参数,进一步建立研究区域的裂隙离散网络模型,对相互连接的结构面进行聚类分组,计算和统计不同方位和距离假设井点间的最短裂隙连通路径,分析测区裂隙之间的连通状况,寻找有效裂隙发育区。分析研究结果表明,整个裂隙网络在不同方向之间均有裂隙连通,在偏移Y(N)方向40°-50°、140°-160°两个方向段裂隙的连通性较其他方向好;0°-20°、170°-180°两个方向段的裂隙连通状况较弱。此次研究比较系统地分析了场区节理发育的特点及规律,为核废料处置库的选择提供必要的数据。


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