金沙江溪洛渡水電工程巖體結(jié)構(gòu)模型及其工程應(yīng)用研究

“金沙江溪洛渡水電工程巖體結(jié)構(gòu)模型及其工程應(yīng)用研究”屬工程地質(zhì)學(xué)研究領(lǐng)域。金沙江溪洛渡水電站工程是我國繼三峽工程以后即將開工建設(shè)的又一巨型水力發(fā)電樞紐工程。也是實(shí)施西部大開發(fā)中“西電東送”的重要電源點(diǎn)。電站壩高275m，雙曲拱壩，庫容110億m3，兩岸全地下式廠房，總裝機(jī)容量1200萬千瓦。 工程壩址區(qū)為一套二疊系的玄武巖，其中發(fā)育由不同規(guī)模層間、層內(nèi)錯(cuò)動帶以及基體裂隙構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)體系，他們構(gòu)成了壩區(qū)一系列重大工程地質(zhì)問題產(chǎn)生的前提與關(guān)鍵控制性因素，其中包括高拱壩壩肩穩(wěn)定性、高邊坡穩(wěn)定性及大型地下洞室群穩(wěn)定性等。因此，這一問題的研究解決對壩區(qū)一系列重大問題的評價(jià)及工程的可行性都起到至關(guān)重要的作用，是工程的關(guān)鍵性控制難題，受到了工程設(shè)計(jì)部門的高度重視。 鑒于這一問題的重要性，從1995年開始，工程設(shè)計(jì)部門-國家電力公司成都勘測設(shè)計(jì)研究院就委托成都理工大學(xué)先后開展了“壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)模型及其工程應(yīng)用”、“高拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定邊界條件及其工程適宜性評價(jià)”等兩個(gè)專題的研究。在總計(jì)長達(dá)6年的研究工作期間，課題組結(jié)合工程的具體實(shí)踐，開展了深入細(xì)致的，并針對這一課題的高難度性和前人工作的薄弱性，開展了多方面深入的理論研究工作，包括結(jié)構(gòu)面跡長、連通率的概率模型、三維結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬及三維連通率模擬等。 通過這兩個(gè)項(xiàng)目的研究，有針對性的回答了工程建設(shè)所提出和關(guān)心的以下幾方面重大技術(shù)問題：（1）壩區(qū)結(jié)構(gòu)面成因機(jī)理與發(fā)育模式；（2）結(jié)構(gòu)面的工程分類及結(jié)構(gòu)面的工程性狀；（3）基體結(jié)構(gòu)面發(fā)育的幾何特征，尤其是跡長和二維、三維連通率；（4）高拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定的邊界條件及壩肩抗滑穩(wěn)定性。 從1997年開始，本項(xiàng)研究的成果開始分階段的應(yīng)用于工程實(shí)踐：首先是應(yīng)用于工程比選階段（溪洛渡與向家壩）的設(shè)計(jì)，而后應(yīng)用于工程可行性設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)）。成果回答了不同階段工程所需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，為該工程修建的可行性決策提供了重要的科學(xué)依據(jù)，受到了成果使用部門-國家電力公司成都勘測設(shè)計(jì)研究院的高度評價(jià)，并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 本項(xiàng)成果所提出的一套復(fù)雜巖體結(jié)構(gòu)研究和建模的方法體系還應(yīng)用到了西部地區(qū)其他大型水電工程建設(shè)和大型地下工程建設(shè)，為這些工程的可行性決策提供了科學(xué)依據(jù)。目前已推廣應(yīng)用的具體工程有： （1）瀾滄江糯扎渡水電站右岸復(fù)雜巖體、左岸大跨度地下廠房硐室群的穩(wěn)定性評價(jià)；（2）金沙江白鶴灘水電站工程巖體結(jié)構(gòu)模型及工程適宜性評價(jià)；（3）金沙江虎跳峽水電站工程巖體結(jié)構(gòu)及工程特性評價(jià)研究； 基于本項(xiàng)研究成果，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。先后多名博士和碩士研究生參與了本項(xiàng)研究工作：共培養(yǎng)博士研究生5名，碩士研究生8名。 2100433B

目錄

第1章 緒論

1.1概述

1.2巖體工程地質(zhì)及其災(zāi)害學(xué)的內(nèi)容

1.3巖體工程地質(zhì)及其災(zāi)害的調(diào)查研究方法

1.4巖體工程地質(zhì)及其災(zāi)害的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法

1.5巖體工程地質(zhì)及其災(zāi)害的理論分析研究方法

第2章 巖體的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

2.1概述

2.2結(jié)構(gòu)面及其特征

2.3巖體結(jié)構(gòu)類型

2.4巖體工程地質(zhì)分類

第3章 巖石和巖體的力學(xué)性質(zhì)

3.1概述

3.2巖石的力學(xué)性質(zhì)

3.3巖石的變形機(jī)理

3.4巖石的彈塑性性質(zhì)

3.5巖石變形的時(shí)效性

3.6巖體變形

3.7巖體強(qiáng)度

第4章 不連續(xù)面的分析和力學(xué)性能

4.1概述

4.2不連續(xù)面的工程分類

4.3不連續(xù)面的調(diào)查技術(shù)

4.4不連續(xù)面資料的修正

4.5不連續(xù)面受荷后的變形

4.6不連續(xù)面的抗剪強(qiáng)度

4.7不連續(xù)面的粘滑現(xiàn)象

第5章 巖體運(yùn)動學(xué)分析

5.1概述

5.2巖體運(yùn)動學(xué)的力學(xué)原理

5.3全空間赤平極射投影

5.4矢量分析法判別塊體運(yùn)動的形式

5.5赤平極射投影在塊體運(yùn)動分析中的應(yīng)用

5.6塊體穩(wěn)定性分析

5.7塊體系統(tǒng)組合的運(yùn)動分析

第6章 塊體理論及其在巖體穩(wěn)定分析中的應(yīng)用

6.1概述

6.2塊體分類和關(guān)鍵塊系統(tǒng)

6.3棱錐與集合的基本概念

6.4塊體理論的基本定理

6.5關(guān)鍵塊體的運(yùn)動及其判別方法

第7章 地震地質(zhì)及其災(zāi)害

7.1概述

7.2天然地震

7.3地震波在巖體中的傳播

7.4活動構(gòu)造的研究

7.5地震的地質(zhì)災(zāi)害

7.6地震小區(qū)劃

第8章 巖體失穩(wěn)引起的地質(zhì)災(zāi)害

8.1概述

8.2巖坡失穩(wěn)及其產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害

8.3崩塌

8.4滑坡

8.5巖坡的流動和折曲

8.6巖質(zhì)邊坡的加固措施

8.7巖基的穩(wěn)定性分析

8.8巖溶的地質(zhì)災(zāi)害

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《巖體力學(xué)及其工程應(yīng)用》為巖體力學(xué)的基本理論及其工程應(yīng)用，簡明扼要敘述了作為巖體力學(xué)理論基礎(chǔ)的彈塑性理論、強(qiáng)度理論和流變理論；介紹了巖體中不連續(xù)面和含有不連續(xù)面的非均勻巖體的力學(xué)特征；以及如何根據(jù)巖體力學(xué)特性以及工程與巖體相互作用關(guān)系，建立簡單實(shí)用的力學(xué)模型，把固體力學(xué)相關(guān)分支融入巖體力學(xué)，并納人工程應(yīng)用。