张节理的赤平极射投影分析

本文介绍了用赤平极射投影方法寻找张节理主应力方向的作图方法.

利用节理张量确定岩体代表性单元体积

代表性单元体积 ( REV)是工程地质重要概念之一 ,目前 REV的确定尚无确切的量化方法。利用节理张量确定 REV的方法是利用现场节理量测资料 ,通过节理统计和岩体结构面网络模拟技术 ,计算岩体的 REV。

岩体的节理张量分析

节理是岩体力学特征的主要影响因素。本文应用张量理论，建立了合理的岩体节理张量分析方法，该方法突破了传统定性描述的局限性，能对岩体的主要节理特征给出定量的计算分析，为节理岩体力学计算的进一步发展提供了新途径。

节理岩体正交各向异性等效强度参数研究

将节理裂隙视为岩体的损伤,利用岩体裂隙网络模拟技术、损伤力学和节理张量理论对等效抗剪强度参数(即黏聚力和摩擦系数)进行了研究。在岩体损伤力学研究成果的基础上,研究了包含多组节理裂隙的岩体在空间任意截面上损伤变量的近似计算方法;以损伤变量作为加权系数,将岩块和结构面抗剪强度参数的加权平均值作为岩体等效强度参数;根据岩体在各空间截面上的等效抗剪强度参数计算成果,将岩体抗剪强度参数等效为正交各向异性变化的抗剪强度参数;编制相应的计算程序,通过计算实例验证了研究成果和计算程序的正确性。

岩浆活动在太行山地区对峰林、嶂谷地貌形成过程的控制作用

太行山地区峰林、嶂谷的形成受节理面近垂直的追踪张节理的直接控制。根据物理模拟实验,岩浆侵入过程中可形成追踪张节理,因而推断控制峰林、嶂谷形成的追踪张节理以局部岩浆活动形成为主,板块域内的区域应力场作用为辅。同时指出,在具有侵入岩浆活动、地层层面近水平的地区,可能是寻找未发现的旅游资源的远景区。

川中垮梁子滑坡结构特征与成因分析

垮梁子滑坡位于川中地区仓山背斜北西翼,属于特大型岩质平推式滑坡,分析该滑坡坡体的结构特征并探讨其成因尤为重要。调查统计了垮梁子滑坡及周边区域岩体节理和构造变形破裂的发育特征,以垮梁子滑坡所在的条形山脊作为模拟对象,采用三维离散元方法通过建立数值模型模拟了新构造运动中内、外动力地质作用下斜坡形成卸荷过程对节理的改造作用。结果表明:(1)垮梁子滑坡及周边区域岩体内主要发育2组优势共轭节理,对应两期不同方向的构造挤压作用,其中第一期构造作用为NW-SE向挤压,形成了第一组共轭节理J1、J2,第二期构造作用为近NNW-SSE向挤压,形成了第二组共轭节理J3、J4,且第一组共轭节理中的J1节理在第二期构造作用下从剪节理改造为张节理;(2)通过分析喜马拉雅期构造应力场和构造形迹的演化后认为,第一期构造处于喜马拉雅中期(渐新世—中新世),第二期构造处于喜马拉雅中晚期(上新世期间),通过滑坡及周边区域水系反演新构造应力场得到的主应力方向与第二期构造接近;(3)斜坡形成后在表面出现大量裂隙,其分布范围与垮梁子滑坡边界大致相同,山脊部位内部形成垂向张裂隙发育带,与拉陷槽发育范围接近,说明斜坡在形成初期其结构就已具备一定的渗水条件。

基于分形理论构建随机粗糙节理模型的方法研究

粗糙节理三维形貌特征是影响岩体沿节理面剪切力学性质的关键因素。采用3D扫描方法重构巴西劈裂试验得到的砂岩张节理表面形貌模型。根据粗糙节理表面统计自相似性质,引入地形学领域广泛应用的随机分形数字高程模型生成方法,通过调节不同的随机参数d,采用"菱形–正方形"算法迭代生成一系列不同形貌特征的分形粗糙表面数字高程模型,并将其与天然砂岩张节理进行形貌特征比较。采用三维盒维数法计算天然砂岩张节理以及随机构建的分形高程模型的分形维数,并基于选定的剪切方向统计2种模型的视倾角统计分布规律。分别以分形维数以及视倾角统计分布标准差为表征粗糙模型三维形貌特征的参数,确定了该天然张节理的形貌特征参数对应的粗糙度水平符合随机参数d=2~3 mm范围的分形高程模型的粗糙度水平,验证了基于分形理论构建随机数字高程模型的方法在模拟构建粗糙节理表面模型方面的可行性。