大柳树坝址松动岩体波速特征研究

一般大型工程均首先考虑避开强震区，因而对强震区内岩体破坏的研究较少。大柳树坝址位于VⅢ级潜在震源区，岩体受到多次历史地震的破坏，其特征与一般岩体有明显区别，为松动岩体。岩体弹性波速度是组成岩体的岩石性质、岩体结构、赋存环境的综合反映。针对大柳树坝址进行了大量的现场波速测试，其中涮壁波速测试261段，洞间穿透波速65个扇面，CT穿透波速6个剖面。与其他坝址对比发现，大柳树坝址岩体波速明显偏低，整体上与其他坝址风化带或断层带波速相当，而且其洞壁波速、洞间岩体穿透波速、洞间岩体CT穿透波速均无明显差别，这是松动岩体波速特有的特征。通过岩体弹性波速与岩体基本质量评分BQ的比较发现，二者有良好的线性关系，波速反映了测试范围内的岩体质量。     

隧道穿越片岩断层破碎带塌方涌水机理及处治技术

通省隧道ZK114+399—ZK114+377段施工过程中发生塌方、涌水、突泥灾害。通过搜集地质资料、地质超前预报、现场调查等,分析认为塌方、涌水的主要原因为:隧道围岩节理裂隙发育,片岩含有黏土矿物,遇水易软化、泥化,岩体裂隙中含有承压水,隧道开挖揭穿该富水断层破碎带。在此基础上,提出排水、清渣、清淤+打设泄水孔+小导管注浆+打设钢轨+超前管棚等综合处治方案,并提出防范此类地质灾害的建议。     

大柳树坝址松动岩体发育深度研究

通过对坝址勘探平硐中岩体张开结构面的精确统计以及对岩体硐壁及钻孔的波速测试,初步查明了坝址区松动岩体的发育深度,并用物理模型模拟坝址区地震条件,进一步验证了坝址区松动岩体的发育深度。     

柱状节理玄武岩弹性波特性研究

金沙江白鹤滩水电站坝址区坝基范围内发育有大量柱状节理玄武岩,对其工程地质特性的研究对划分风化卸荷带、评价建基面岩体质量、确定合理开挖深度具有重要意义。通过对坝区所揭露柱状节理玄武岩的平硐弹性波和钻孔声波测试成果的统计、对比分析可知,各种玄武岩新鲜完整岩块波速有所差异,其中柱状节理玄武岩和隐晶质玄武岩的波速较高,杏仁状玄武岩和角砾熔岩波速较低;随着岩体风化、卸荷程度加剧,地震波和声波速度均呈降低的趋势,其中声波速度变化相对较小;坝基岩体的钻孔声波速度和平硐声波速度、地震波速度分布多呈近正态分布特征,峰值波速主要对应为微新岩体或弱风化下段岩体;平硐侧壁的松弛深度随着卸荷、风化程度的加剧,呈逐渐增大的趋势。     

金沙江白鹤滩水电站柱状节理玄武岩 岩体变形特性研究

 金沙江白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩与一般柱状节理玄武岩相比,特点明显,其柱状节理起伏、不规则,柱体断面不规则且切割不完全,柱体内微裂隙发育,岩体内缓倾角构造结构面也较发育,岩体完整性较差,但呈断续镶嵌结构。在柱状节理玄武岩工程地质调查、岩体弹性波测试、多种现场岩体变形试验等工作基础上,系统分析了白鹤滩柱状节理玄武岩的基本力学特性和不同试验加载条件下的岩体变形机制。白鹤滩柱状节理玄武岩中发育的柱状节理、微裂隙及缓倾角结构面是导致岩体变形模量较低的主要因素;柱状节理玄武岩水平向变形模量明显大于铅直向变形模量,是由结构面发育特征和岩体应力状态决定的;新鲜柱状节理玄武岩中的柱状节理和微裂隙为硬性结构面,围压状态下呈闭合状,解除围压后易张开、松弛,保持围岩状态下柱状节理玄武岩仍具有较高的变形模量。     

浅谈地震断裂带的复杂岩溶地基冲击成孔灌注桩施工处理

地震断层破碎带中场地岩层类型较多、性质不一,而冲击成孔灌注桩施工过程中,所遇到的岩体产状凌乱、挠曲发育、节理裂隙发育,岩体破碎,岩体质量等级较低,岩石承载力较低,加上地下水影响,区域内溶蚀现象强烈发育。因此在施工过程中应先探明其溶洞特征,及时采取有效合理的处理措施,保证冲击成孔灌注桩施工顺利进行。文章针对灌注桩施工中遇到的溶洞、溶沟、溶槽等现象进行分析,并提出相应的改善措施。     

某水电坝基柱状节理玄武岩固结灌浆试验研究

柱状节理岩体作为一种特殊的岩体,地质结构特点与常见岩体有很大不同。柱状节理面起伏、不规则,柱体断面不规则且切割不完全,柱体内隐裂隙发育、变形模量较低,层间层内错动带发育,变形及抗剪强度均较低,部分岩性段还存在劈理密集带。作为拱坝的坝基岩体,要求有足够的承载力和稳定性,由于柱状节理岩体特殊的岩体结构、结构面发育特征等,应充分了解柱状节理玄武岩、弱风化下段弱卸荷岩体、层间层内错动带、断层影响带等经灌浆处理后其整体性、刚度和强度的提高幅度及相应的岩体力学参数,为加大基础抗变形能力、提高结构面抗剪抗渗能力,有必要对坝基开展固结灌浆试验,研究论证灌后岩体作为拱坝基础的可行性和可靠性,为坝区岩体固结灌浆的合理设计和确定施工参数提供参考。     

考虑节理影响的岩体基本质量指标定量评价

岩体完整性系数K_v是确定岩体基本质量指标BQ的主要参数，目前国家标准只考虑节理数量而未反映节理倾角和填充物对K_v影响。通过对含不同节理面的花岗岩岩样的纵波波速测试，探讨节理数量、倾角、填充物对岩体纵波波速的影响规律。考虑节理倾角、填充物的影响，提出了一种定量计算K_v的评价方法。将K_v视为正态分布随机变量，以90%的保证率估算K_v值，获得与Jv的对应关系，结果与国家标准推荐值非常接近。从岩体力学强度评价角度，计算验证了该方法在实际岩体评价中的适用性。提出方法可为岩体基本质量指标BQ的定量评价提供参考。     

基于遍布节理模型的断层破碎带隧道稳定性研究

因地质条件的复杂性,导致节理、断层、裂隙等弱面较为发育,致使隧道围岩稳定性研究中很难全面考虑各弱面对稳定性的影响。文章通过引入遍布节理模型,同时考虑岩块和节理属性,使研究更为符合岩体状态和工程实际,详细探明了TBM隧道在穿越不同节理倾角和不同节理间距的断层破碎带时,其围岩的稳定性及安全性的变化规律,为施工的安全快速进行提供参考。研究表明,断层破碎带中节理倾角越大或者节理间距越小,对隧道围岩所造成的不良影响越大。     

锦屏一级水电站左岸1885m以上开挖工程边坡预应力锚索施工质量控制

锦屏一级水电站坝肩左岸边坡地质复杂,岩体内层面、层间挤压错动带、断层及节理裂隙发育;谷坡深部岩体内地应力高,浅表部岩体由于应力释放卸荷松弛强烈,且标段区内岸上坡深部存在深部裂缝,开挖后形成522m高的人工边坡,边坡稳定问题非常突出。施工中采用了大面积的单孔多锚头压力分散型无黏结预应力锚索深层支护、框格梁及锚喷混凝土浅层支护。通过一年多的工程实践,基本完成了EL1960m以上锚索施工。经过锚索测力计、测斜孔、多点变位计等监测表明,锚固后的开挖边坡是稳定的。     

长江小南海水利枢纽坝基弱风化岩体 工程力学性质研究及可利用探讨

 小南海水利枢纽为长江上第三座大I型水电工程,坝基为典型的红层软岩,岩体风化层次分明。坝基覆盖层及强弱风化带平均厚约18 m,其中弱风化带平均厚约6 m,若全部挖除,相当于总开挖深度的1/3,开挖工程量巨大。从坝区大范围岩体波速的分布、工程岩体质量分级、岩体变形特性及强度特性等方面对比研究弱风化岩体与微风化岩体的差别,探讨弱风化岩体作为建基面的可能性。本阶段的试验研究结果说明,弱风化与微风化岩体均为IV级,弱风化岩体的岩石力学参数与微风化岩体差别不大,具备作为建基面的工程力学条件。     

基于灌浆前、后波速变化的岩体固结灌浆效果分析

 基于20多个大型水利水电工程固结灌浆检测资料,分别对断层破碎带、风化及开挖影响区等不同条件岩体固结灌浆前、后波速的变化进行分析,建立固结灌浆后岩体波速提高率与灌浆前岩体波速之间的关系。同时,对波速变化与变形参数之间的关系进行探讨,并与瀑布沟水电站进水塔基础固结灌浆试验结果进行比较。结果表明：待灌浆岩体自身的可灌性是固结效果的决定性因素;不同工程条件岩体具有相对应的波速提高率范围,置信水平为95%条件下,断层破碎带、风化岩体和开挖影响区岩体波速提高率范围分别为14%～38%,10%～25%和6%～16%;波速提高率与灌浆前岩体波速之间的关系可以用来对岩体固结灌浆效果进行预测。     

某水电站坝基岩体变形模量与波速相关性研究

坝基岩体开挖过程中，需要快速简便的测试方法测得岩体的变形模量和波速，以满足建基岩体验收的需要。在构皮滩水电站坝基开挖工程中，开展了钻孔变形和声波测试，得到建基岩体的变形模量值和声波波速值，建立了二者之间的相关关系．后者已全面应用于大坝建基岩体的验收工作，并证明是可行的有效方法。基岩固结灌浆后只需快速测得岩体的声波波速，就可根据钻孔变形模量与声波波速之间的相关关系，很方便地计算岩体变形模量，为坝基的快速验收提供依据。     

构皮滩水电站高拱坝建基面卸荷岩体变形参数研究

 乌江构皮滩水电站高拱坝建基面开挖成型后,在建基面上进行大量的声波测试,通过不同高程、不同部位的声波测试,根据波速沿坡距综合关系曲线确定卸荷深度,并分析波速分布的规律及特征。在卸荷带内进行35点原位变形试验,其加载路径和最大压力与拱坝作用于岩体的条件相似。通过35点变形试点的动静对比试验,建立卸荷岩体变形参数与波速之间的关系,利用大范围的声波测试结果评价卸荷带岩体变形参数。结合开挖前后波速和变形参数的变化规律,分析研究该高拱坝建基面卸荷岩体变形参数的弱化程度。试验结果表明,建基面卸荷深度为6 m,卸荷带岩体平均波速降低7.0%,平均变形模量由29.1 GPa降低至16.2 GPa,平均降低43.6%。提出卸荷岩体的变形参数及取值方法。     

大光包滑坡岩体碎裂特征及其工程地质意义

 “5•12”汶川地震发生六年以来,对地震诱发最大的大光包滑坡开展了工程地质测绘、声波检测、钻孔取芯、电镜扫描等一系列工作,研究表明该滑坡滑带产生于震旦系灯影组三段(Zd3)白云岩的层内错动带。综合研究揭示滑床岩体碎裂化宏观特征如下：滑面以下0～1 m岩体呈砂土状,砂粒含量占到60%以上;1 m以下岩体平均声波波速2 500～3 000 m/s,完整性指数趋于0.15～0.77,岩体损伤程度总体上随滑床深度增加而减小,而滑面下同一深度岩体损伤程度随滑床高程的增加而增大,局部有差异性破碎。另一方面,微观研究揭示滑带岩体压剪晶体沿解理面折扭断裂,穿晶裂纹发育,表现为部分晶体松动架立,晶间连接丧失。研究揭示的工程地质意义：(1) 滑带岩体性质主要受控于层内挤压错动的泥质花斑状白云岩,该层成分复杂,风化程度高,节理发育,完整性差;(2) “5•12”地震使滑带岩体产生强烈的剪切破坏(拉张和压剪破坏)和翼裂纹扩展,岩体的抗剪强度指标及完整性系数剧降,岩体质量劣化,在启动后巨厚滑体的碾压与揉搓作用下,滑带岩体的摩阻力进一步降低。综上,大光包滑坡滑带岩体损伤碎裂化是地震荷载作用下岩体内部缺陷动态演化的累进过程,滑带所在的地层岩性及岩体结构特征为其主要内因,强震荷载是其关键的外在诱因。     

甲基丙烯酸酯类用于基岩固结灌浆试验研究

能否用有机化合物作基岩的固结灌浆材料,是我们研究化学灌浆的出发点之一。本文叙述了用甲基丙烯酸酯类化学灌浆材料,对一坝址石英闪长岩的弱风化带进行团结灌浆试验,通过试验所测得的岩石变形模量由26.3×10⁴kg/cm²提高到47.4×10⁴kg/cm²,静力弹性模量由29.6×10⁴kg/cm²提高到57.9×10⁴kg/cm²,声波速度Vp由4894m/s提高到5272m/s,单位吸水率ω由0.0351/（min·m·m）降低到0.0121/（min·m·m）,缝面的粘结强度由零提高到13.4kg/cm²。     

坝基岩体开挖卸荷松弛效应工程特性研究坝

大岗山水电站位于大渡河中游,为混凝土双曲拱坝,坝高210m。由于河谷狭窄,谷坡高陡,地应力较高,坝基岩体开挖过程中产生了强烈的卸荷松弛。本文基于现场地质环境调查、声波检测,结合声波孔波速值和声波衰减率,分析了开挖卸荷松弛的典型特征及其松弛机理,归纳了卸荷松弛类型。通过分析岩体质量与检测成果在时间、空间上的关系得出了坝基岩体开挖卸荷松弛的时间、空间效应,并对坝基岩体开挖卸荷松弛时空效应与其建造、蚀变及构造的关系进行了地质分析研究。深入研究高拱坝建基岩体开挖松弛工程特性,可为高坝建基面的合理选择、松弛岩体工程处理提供科学依据。     

大岗山水电站坝区岩体的刚性承压板试验研究

 压板试验是承一种应用广泛的测定岩体变形参数的现场试验方法,根据中国水电顾问集团成都勘测设计研究院在大岗山水电站坝区现场进行的直径达1 m的刚性承压板变形试验资料,详细介绍试验点岩体的加卸载变形关系曲线,根据推导的深部岩体压缩变形公式,计算出了坝址区左右岸试验点岩体的弹性模量、变形模量和等价变形模量等变形参数。通过回归分析,获得坝区试验点岩体的声波波速与变形模量的回归经验方程和高度显著的回归拟合曲线。现场承压板试验的计算分析结果表明：坝区左右岸辉绿岩脉地层的变形参数较小,岩体的压缩变形主要集中在辉绿岩脉软弱夹层上,右岸试验点岩体的变形参数总体小于左岸。这些试验分析结果为有效揭示坝区岩体力学参数的变化规律提供了重要依据。     

隧道中用陆地声纳法在开挖的岩面或衬砌表面测围岩松弛带深度

陆地声纳法在浅层勘查、隧道地质预报等方面已有大量应用,它可用锤击震源在隧道壁测量围岩松弛带的深度,经与双孔对穿声波测量法对比,二者所测结果相符。陆地声纳法现场采集简便,所需时间远少于声波测量法,还可在钢筋混凝土衬砌完成后进行。陆地声纳法可在围岩面、喷层表面或衬砌表面测出松弛带的界线及其反射时,并用折射波法或共中心点法测出松弛带岩体的平均波速,由此计算松弛带的深度。