大崗山拱壩壩基（肩）控制性巖體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)工程地質(zhì)研究.pdf

1、拱壩壩基(肩)的抗滑穩(wěn)定和變形穩(wěn)定性問題是引發(fā)拱壩安全事故的主要原因，對壩基巖體的工程地質(zhì)特征，尤其是對影響壩基(肩)抗滑穩(wěn)定和變形穩(wěn)定性的“控制性巖體結(jié)構(gòu)”的系統(tǒng)工程地質(zhì)研究是拱壩設(shè)計(jì)和各項(xiàng)基礎(chǔ)處理技術(shù)的關(guān)鍵。 擬建的大渡河大崗山拱壩，設(shè)計(jì)最大高度210m，總裝機(jī)容量為2600MW。壩區(qū)及其區(qū)域工程地質(zhì)條件復(fù)雜，壩基花崗巖體內(nèi)緩傾斷裂極為發(fā)育，而且還穿插多條輝綠巖脈。緩裂和陡傾的輝綠巖脈及其組合特征是控制壩基(肩)抗滑穩(wěn)定和變

2、形穩(wěn)定的“控制性巖體結(jié)構(gòu)”。 本文通過對大崗山拱壩壩基“控制性巖體結(jié)構(gòu)”進(jìn)行系統(tǒng)的工程地質(zhì)研究，在把握其建造一改造過程的基礎(chǔ)上，按照改造機(jī)制和程度對其中的緩裂和輝綠巖脈主控裂面進(jìn)行工程地質(zhì)分類，討論其工程地質(zhì)特性，評(píng)價(jià)其對壩肩抗滑穩(wěn)定性的影響；根據(jù)輝綠巖脈的變形破壞特征，討論巖脈的巖體結(jié)構(gòu)類型及其工程地質(zhì)特性，評(píng)價(jià)其對壩基變形穩(wěn)定性的影響。通過這一系統(tǒng)研究，以期得到一套可為相似的或其它復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程地質(zhì)問題研究提供理論指導(dǎo)

3、和實(shí)踐借鑒的分析評(píng)價(jià)方法。 本論文對大崗山拱壩壩基中緩裂和輝綠巖脈及其組合形成的“控制性巖體結(jié)構(gòu)”的系統(tǒng)工程地質(zhì)研究主要取得以下認(rèn)識(shí)和成果： (1)壩區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜，先后經(jīng)歷了地槽、地臺(tái)及地臺(tái)活化三個(gè)階段。壩區(qū)花崗巖體形成于地槽期，強(qiáng)烈改造于地臺(tái)活化期。中、新生代的地臺(tái)活化期，長期受勞亞陸塊、羌塘-昌都陸塊和揚(yáng)子陸塊不均勻的聯(lián)合作用，構(gòu)造-熱液活動(dòng)復(fù)雜。地殼強(qiáng)烈隆升，花崗巖上覆地層及其本身遭受巨厚剝蝕。

4、(2)壩區(qū)花崗巖位于黃草山花崗巖體的過渡相帶，侵入成巖期的應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜，既有區(qū)域的水平擠壓應(yīng)力，還受到底部巖漿自下而上的多期脈動(dòng)式不均勻推擠作用，故花崗巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，各種原生節(jié)理發(fā)育，是控制壩區(qū)花崗巖內(nèi)緩裂發(fā)育的主要因素。 (3)通過對壩區(qū)緩裂的分布規(guī)律、幾何形態(tài)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征等的構(gòu)造解析，查明壩區(qū)緩裂的成因-改造機(jī)制和過程。其總的成因機(jī)制主要有：原生建造、構(gòu)造作用和淺表生作用等機(jī)制，各大類中還可細(xì)分為幾種具體的力學(xué)機(jī)制。

5、其中，原生建造是主要成因類型，控制緩裂的發(fā)育程度；構(gòu)造和淺表生改造也可形成部分緩裂，但主要是起到“改造”的作用，體現(xiàn)在緩裂規(guī)模的加大、力學(xué)性質(zhì)的復(fù)合及性狀的變化等，是控制壩區(qū)緩裂工程地質(zhì)特征的主要因素。 (4)淺成的輝綠巖脈在快速冷凝中，內(nèi)部礦物結(jié)晶習(xí)性不同，造成結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不均勻，受同期熱液及后期構(gòu)造動(dòng)力蝕變作用強(qiáng)烈改造，形成綠泥石化蝕變巖，后期吸水軟化，形成壩基巖體中的軟弱面(夾層)，控制拱壩壩基(肩)抗滑穩(wěn)定性和變形穩(wěn)定性。

6、 (5)系統(tǒng)的研究了各類緩傾結(jié)構(gòu)面和輝綠巖脈的工程地質(zhì)特征，分別從“結(jié)構(gòu)面”和“巖體結(jié)構(gòu)”的角度對其力學(xué)性狀進(jìn)行研究。 (6)對壩肩抗滑穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，結(jié)果表明壩區(qū)輝綠巖脈和緩傾結(jié)構(gòu)面對壩肩抗滑穩(wěn)定性具有重要影響，主要體現(xiàn)在右壩肩內(nèi)存在三個(gè)塊體，其剪摩抗滑穩(wěn)定系數(shù)為2.81、2.76和3.45，低于規(guī)范要求的3.5，須作適當(dāng)處理，保證右壩肩巖體的整體穩(wěn)定。相對而言左岸稍好。 (7)通過三維有限元(ANSYS)模擬分析