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简论坝基四川盆地红层岩体主要水利水电工程地质理由系统选题

收藏本文 2024-03-19 点赞:6909 浏览:17631 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:红层分布于世界各地,中国境内的红层主要是分布于西北、西南及华南地区,尤以四川盆地分布最为广泛,也最为连续和典型。四川盆地人口密集,工农业等十分发达。然而,四川盆地红层地区水资源总量不足,径流时程分布不均,干旱、洪涝灾害频发;就水能资源而言,虽然盆地区弱于川西高原地区,但其距离用电负荷中心近、交通发达,开发条件良好。四川盆地红层区已有了众多的水利水电工程实践,积累了大量成功的工程实例和经验,同时也有着诸如黑龙滩水库坝基岩体滑动、高凤山电站坝基石膏溶蚀、回龙宫隧洞膨胀岩等工程地质不足。目前四川盆地红层地区水能资源开发只完成资源总量的近50%、水利工程灌面建成率仅为11.5%,因而未来四川盆地红层区的水利、水电工程建设有着广阔进展前景。由此,对四川盆地红层岩体特性及其水利水电工程地质不足进行系统、深入地归纳、浅析与探讨,在探讨基础上有重多的工程实践经验和教训,在工程实践中有广泛的实际需求,在成果运用上具有广阔的前景。为此,作者二十年多年100余项四川盆地红层地区大中型水利水电工程实践为依托,结合国内外相关资料,对四川盆地红层岩体的主要水利水电工程地质不足进行系统探讨,以为在四川盆地红层区实施的“再造一个都江堰”的水利进展战略,合理、有效地开发、保护水能和水利资源,提供一定的论述支撑和策略依据。本论文在对四川盆地红层建造-改造特点探讨的基础上,总结了盆地红层岩性、岩相以及红层岩性组合特点在盆地上的分布规律;通过对四川盆地红层区岩体物理力学试验数据的浅析,得出了红层岩石及岩体的物理力学参数,同时还以沉积建造、构造与表生改造方面浅析论述了四川盆地红层岩体的结构特点,然后对其进行了工程地质分区。在此基础上,对水利水电工程建坝的红层岩体稳定不足及渗漏不足进行了浅析探讨;论文最后探讨了与红层岩体类岩溶及膨胀相关的水利水电工程地质不足。论文的主要成果如下:(1)依托100余项四川盆地红层地区的水利水电工程实例,论文系统浅析总结了红层岩体的物理力学和岩体结构特点,以及相应的水利水电工程地质不足,提出了红层坝基岩体变形、抗滑、渗漏不足的基本方式和相应工程地质不足的评价策略,为系统浅析、评价红层岩体水利水电工程地质不足提供了基本的思路和策略。(2)通过对以侏罗纪到第三纪红层沉积相、岩性组合随地质时代的变化及其在盆地空间上的展布特点探讨,得到了四川盆地红层岩石的建造特点。(3)基于四川盆地红层岩石近800余组试验资料的分类、统计、浅析,得到了四川盆地红层岩石总体上属于软岩,其中,砂岩类岩石属于较软岩(15~31Mpa),泥质岩类岩石属于软岩(5~15MPa)或极软岩(小于5Mpa);红层岩体总体上质地软弱,结构上为软硬相间的层状岩体,软弱夹层大多沿砂泥岩界面或在泥质岩类软岩中作顺层分布。虽然四川盆地红层岩石总体上属于软岩范畴,但少数红层砂岩类岩石属于中硬~坚硬岩石,泥质岩类岩石则属于较软岩~中硬岩;这类强度较高的红层主要分布于四川盆地周边的西北部地区;红层岩石强度在盆地空间上的这种分布特点与其沉积环境的差别有关。(4)根据红层岩石建造及构造改造主控因素,结合地貌、水文地质条件等,将四川盆地红层岩体划分为3个工程地质分区,即盆西北区(Ⅰ)、盆中区(Ⅱ)、盆东区(Ⅲ),其中盆西北区(Ⅰ)又分为盆东亚区(Ⅰ-1)及盆北亚区(Ⅰ-2),并浅析评价了各区的主要工程地质不足。(5)基于红层岩体结构特点,提出了红层坝基岩体变形的9中类别及抗滑稳定的9种方式。论文归纳总结了影响每一类坝基岩体变形及抗滑的主要地质要素,并提出了相关不足的工程地质评价要点。(6)通过对红层岩体透水带形成的地质历程浅析,依据近4000组压水试验数据的统计、浅析成果,提出了红层岩体渗透特性能主要受风化、卸荷等表生改造作用制约的观点。采取数值模拟浅析了红层地区坝基、坝肩渗漏的基本规律,提出了红层坝基渗流制约的主要对象是透水的风化带岩体,即防渗帷幕长度穿过风化带进入新鲜岩体适当深度即可。(7)基于铜头电站工程实例浅析,得到了砾岩类岩溶发育强度小于常规灰岩岩溶强度的理由是其可溶性组分(CaO/MgO)差别决定的;基于四川盆地白垩系含膏盐红层类岩溶的浅析,提出用K=(ABS(Vp_(类岩溶)-Vp_(新鲜))/Vp_(新鲜))×100%来作为类岩溶强度评价因子;通过岩体声波Vp与岩体工程力学指标的回归联系,提出用类岩溶岩体声波Vp值来定量评价类岩溶弱化作用对岩体力学指标影响的初步策略。(8)以回龙宫隧洞围岩膨胀导致衬砌变形破坏机制的定性及数值模拟浅析为典型实例,提出了膨胀岩隧洞施工、设计要点。关键词:四川盆地论文红层论文工程地质分区论文坝基岩体稳定论文类岩溶论文

    摘要4-6

    Abstract6-10

    目录10-14

    第1章 引言14-36

    1.1 立题依据与探讨作用14-22

    1.1.1 中国红层区水利水电工程建设及常见的工程地质不足15-17

    1.1.2 四川盆地红层与水利与水电建设工程17-21

    1.1.3 选题依据及探讨作用21-22

    1.2 国内外探讨近况22-31

    1.2.1 红层形成的地质环境22-23

    1.2.2 红层的岩石学特点23-24

    1.2.3 红层岩体工程特点24-25

    1.2.4 红层坝基岩体稳定25-27

    1.2.5 红层坝基岩体渗漏27-28

    1.2.6 红层岩体的特殊地质不足28-31

    1.3 有着的主要不足31-32

    1.4 探讨思路与技术路线32-34

    1.5 论文主要探讨内容及革新成果34-36

    1.5.1 主要探讨内容34

    1.5.2 论新点34-36

    第2章 四川盆地红层岩体建造-改造特点探讨36-70

    2.1 概述36-37

    2.2 四川盆地红层成岩期岩相古地理演化史37-44

    2.2.1 陆内坳陷盆地沉积期(J_1~J_2)38-40

    2.2.2 山前坳陷盆地沉积期(J_2~K_1)40-42

    2.2.3 陆内盆地萎缩期(K_1~E)42-44

    2.3 四川盆地红层沉积环境、沉积相与岩性组合方式44-54

    2.3.1 红层岩石沉积环境和沉积相44-50

    2.3.2 四川盆地的红层岩石的岩性组合50-54

    2.4 红层的岩石学特点54-61

    2.4.1 物质组成54-60

    2.4.2 结构与构造60-61

    2.5 构造及表生改造作用61-68

    2.5.1 构造改造作用62-65

    2.5.2 表生改造作用65-68

    2.6 小结68-70

    第3章 红层岩体物理力学特点70-110

    3.1 与红层岩体物理力学指标相关的几个不足70-72

    3.1.1 与红层岩石及岩体相关的概念及红层岩体分类70-71

    3.1.2 红层岩石(体)的物理力学指标分类71-72

    3.2 岩石物理力学特点72-87

    3.2.1 不同时代岩石的物理力学试验成果统计浅析73-76

    3.2.2 各类岩石物理力学指标特点76-85

    3.2.3 岩石物理指标与力学指标联系浅析85-87

    3.3 岩体力学特点87-107

    3.3.1 红层岩体结构特点概述87-89

    3.3.2 力学参数及其取值概述89

    3.3.3 红层岩体现场试验成果及相关规律89-101

    3.3.4 红层岩体软弱夹层特点浅析101-107

    3.4 小结107-110

    第4章 四川盆地红层工程地质分区及水利水电工程地质不足概述110-120

    4.1 四川盆地红层工程地质分区110-112

    4.1.1 工程地质分区的形成及分区要素110-111

    4.1.2 工程地质分区111-112

    4.2 红层地区与坝型选择的工程地质不足112-117

    4.2.1 红层坝基岩体总体特点及其建坝适宜性的初步评价113-115

    4.2.2 大坝所需天然建筑材料特点及总体评价115-117

    4.2.3 坝型选择及已建水利水电工程坝型统计浅析117

    4.3 红层岩体水利水电工程地质不足概述117-118

    4.3.1 红层建坝岩体稳定不足118

    4.3.2 红层岩体渗漏118

    4.3.3 红层岩体特殊工程地质不足118

    4.4 小结118-120

    第5章 红层坝基岩体稳定浅析120-135

    5.1 红层坝基岩体变形120-127

    5.1.1 概述120-121

    5.1.2 与坝基岩体变形相关的红层坝基岩体分类121-122

    5.1.3 各类岩体主要变形特点及其变形不足浅析122-125

    5.1.4 不同变形类别的红层坝基岩体工程实例125-127

    5.1.5 小结127

    5.2 红层坝基岩体抗滑稳定127-135

    5.2.1 概述127-128

    5.2.2 红层岩体抗剪强度特点128

    5.2.3 红层岩体坝基抗滑稳定类型128-132

    5.2.4 红层岩体坝基抗滑稳定工程实例浅析132-133

    5.2.5 小结133-135

    第6章 红层渗漏不足探讨135-157

    6.1 红层透水带的形成与分布135-137

    6.1.1 透水带的形成135-136

    6.1.2 红层河谷岩体透水带分布特点136-137

    6.2 红层岩体透水带特点137-139

    6.2.1 与渗透特性相关红层岩体分类137-138

    6.2.2 不同类别红层岩体渗透特点138-139

    6.3 坝址区渗漏与防渗设计要点139-155

    6.3.1 概述139-142

    6.3.2 河床坝基渗漏的数值模拟浅析142-146

    6.3.3 绕坝渗漏的数值模拟浅析146-151

    6.3.4 红层岩体坝址区渗漏评价151-155

    6.4 坝址区防渗设计原则及要点探讨155-157

    第7章 红层岩体特殊工程地质不足157-179

    7.1 红层类岩溶157-168

    7.1.1 砾岩类岩溶157-161

    7.1.2 含膏盐的泥质岩类岩溶161-168

    7.2 类岩溶小结168-169

    7.3 红层膨胀岩169-179

    7.3.1 概述170-172

    7.3.2 膨胀岩与引水隧洞围岩的变形破坏实例浅析172-175

    7.3.3 膨胀围岩隧洞衬砌变形破坏机制浅析175-177

    7.3.4 膨胀岩隧洞设计施工要点177-179

    结论179-182

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