大跨度采空区软弱破碎岩体加固与利用

作者根据采空区岩体结构特征，通过内模拟试验和岩块尺寸效应试验，研究了岩体的变形和破坏特征，对矿柱和护顶矿柱分别提出了加固补强措施。     

西南某水电站枢纽区夹泥型张裂隙成因机制探讨

通过对某水电工程坝区岩体结构的表生改造形迹调查，发现坝区除了发育与岸坡平行的正常的卸荷破坏方式外，还发育了一种破坏方式——夹泥型张裂隙。裂面性质的弱化和发育的普遍性，使这类破裂带可能成为控制坝区高边坡岩体稳定性的重要岩体力学边界。在其发育过程中的诸多控制因素中，岩体结构对这种岩体破坏方式的发育起了控制作用。夹泥型张裂隙与岸坡成大角度相交的陡倾角裂隙和缓倾角错动带组合并构成一个整体。缓倾角错动带的改造是前提。夹泥型张裂隙的发育则伴随陡倾角裂隙和缓倾角错动带的改造过程而产生，构成由陡倾角断裂或裂隙、缓倾角错动带组合形成的典型的岩体破坏模式。结合本地区构造特征和岩体结构特征，并通过大量的现场调查，该文主要探讨了坝区岩体结构特征和夹泥型张裂隙发育的关系，以及岩体结构对夹泥型张裂隙发育的控制作用。     

断层破碎带中的透镜体及透镜体力学效应初步研究

断层破碎带中的透镜体及透镜体力学效应研究在文献中不多见。但是许多断层尤其是扭性断层中的透镜体非常发育,这些透镜体往往控制断层破碎带的强度大小和变形破坏机理,是工程岩体中必须重视的工程地质力学问题。作者经研究认为:(1)透镜体类型多种;(2)透镜体周边一般具断层泥线或泥膜分布;(3)透镜体内具有节理裂隙系统;(4)透镜体周边可以当作结构面或软弱结构面看待;(5)透镜体本身可以作为一个复合结构体看待。在原位力学试验中也揭示了断层泥透镜体在原位剪切试验和单轴压缩试验中的若干力学行为,其表现是:(1)透镜体周边具有结构面力学效应;(2)断层泥透镜体控制着强度大小、变形破坏机理。     

基于Mohr-Coulomb准则的缓倾斜层状矿床矿柱强度估算及倾角效应

矿柱强度是评估矿柱稳定性的重要因素之一,矿柱的稳定是地下矿床安全开采的基础。以弹性力学理论为基础,分析了缓倾斜层状矿床中矿柱的受力状态,应用图解法绘制出表征矿柱应力状态的广义莫尔圆。根据应力圆与Mohr-Coulomb强度包络线之间的关系,建立了矿柱强度解析式,分析了莫尔圆圆心所在直线斜率tan_β随矿体倾角的变化特性,并结合数值模拟,研究矿体倾角效应对矿柱强度的影响。研究表明:应力圆圆心所在直线斜率tan_β是矿体倾角θ及侧压系数λ的二元函数,当tan_β取得最大值时,矿柱强度最小;当矿柱宽高比w_p/h_p保持一定且矿体倾角在5°～45°区间时,随着矿体倾角增大,矿柱强度逐渐减小。研究可为缓倾斜层状矿床矿柱强度估算提供参考。     

压剪复合受载下矿柱应力状态的Mohr圆分析与数值模拟研究

倾斜矿体开采中矿柱的应力状态分析是确保矿体安全开采的重要工作之一。以岩体力学理论为基础,建立了压剪荷载作用下倾斜矿柱的力学模型,推导出表征压剪受载矿柱应力状态的广义Mohr圆方程,分析了矿体倾角、荷载对广义Mohr圆圆心位置及半径的影响,揭示了倾斜矿柱应力演化的3种路径,并证明了3种应力路径分别满足直线方程、圆方程和平面方程。针对矿柱的3种应力路径,提出相应的应力路径演化主控模式。基于Mohr强度理论,分析3种主控模式下的应力路径对矿柱稳定性的影响,阐释倾斜矿柱比垂直矿柱更容易失稳的原因。最后,采用数值模拟方法研究得到矿柱的应力状态与采用广义Mohr圆分析得到的结果一致,且压剪受载矿柱的破坏模式为非对称的沙漏状。研究结果可为倾斜矿柱的稳定性分析提供一种思路。     

锚杆锚固对节理岩体剪切性能影响试验研究及机制分析

为研究锚杆锚固对节理岩体剪切性能的影响规律及锚杆抗剪作用机制,开展不同锚杆倾角及不同法向应力作用下加锚节理岩体室内剪切试验研究,探究加锚节理岩体在法向力及剪切力作用下的变形和受力特征,对比分析节理岩体锚固前与锚固后的剪切变形规律,讨论锚杆倾角、节理面法向应力等因素对节理岩体抗剪性能的影响。试验结果表明,锚杆锚固能够有效地增加节理面的黏聚力和内摩擦角,提高节理岩体的抗剪强度;锚杆倾角对加锚节理岩体的抗剪强度及剪切变形规律有重大影响,较大的锚杆倾角有利于发挥锚杆的"销钉"抗剪作用;节理岩体施加锚杆后其剪力–位移曲线存在弹性阶段、屈服阶段及塑性变形阶段3个区段;在锚杆倾角相同的条件下加锚节理岩体的抗剪强度随节理面法向应力的增加而增大。分析试验后试件破坏形态可知,加锚节理岩体中锚杆的屈服破坏主要发生在节理面附近的区段,岩体材料由于锚杆横向的挤压作用,也会在节理面附近发生局部破坏现象。     

新疆康普水利枢纽工程联合进水口边坡岩体稳定性分析

康普水利枢纽工程联合进水口边坡岩体开挖后揭露3组结构面,它们形成不利组合对联合进水口的安全构成威胁。第1组结构面为倾向坡外的缓倾角断层(F1),构成边坡岩体的底滑面;第2组结构面为顺层断层(F218),构成边坡岩体的后缘切割面;第3组结构面为NE向陡侧角断层(F27),构成边坡岩体的倾切面。根据地质构造条件分析认为,联合进水口上部不稳定岩体的空间形态为,右侧以F27断层为界;左侧以河谷切割的监空面为界,后缘以F218断层为界。文章根据联合进水口开挖后揭露的缓倾角断层及其与水工建筑物的关系,从影响边坡岩体的稳定因素入手,采用岩质边坡极限平衡理论计算出联合进水口上覆不稳定岩体的安全系数,为边坡处理提供科学依据。     

锚固的贯通节理岩体剪切破坏特性分析

为了研究节理对锚固岩体力学特征和失稳损伤演化的影响,采用对锚固贯通节理岩体进行室内剪切试验和PFC2D数值模拟的方法,研究不同节理倾角下锚固贯通节理岩体剪切性能的作用机制和破坏模式,研究结果表明:（1）随着节理倾角变化,贯通节理岩体呈现出不同的破坏形式,锚固贯通节理岩体的抗剪强度与剪切位移曲线并不是呈线性增长,而是呈"双驼峰"趋势。（2）锚固体系在剪切试验的过程中,节理面颗粒的接触方位角会发生一定程度的改变,主要集中在锚杆和节理倾角附近。（3）锚固体系在剪切试验的过程中,会因为颗粒间黏结键的断裂生成裂纹,裂纹数生成的越少,其抗剪强度越高,裂纹分为张拉裂纹和剪切裂纹,并且张拉裂纹的数量要远远大于剪切裂纹的数量。研究结论可用于实际工程破坏模式的预测和岩体工程稳定性评价。     

Hoek-Brown准则下预应力锚索锚固体破坏的极限分析

针对预应力锚索锚固体的破坏形式,采用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,分别考虑锚固体界面产生滑脱破坏与锚固体周围岩体发生整体破坏两种工况,根据塑性力学中的上限分析定理,推导出了锚索极限抗拔力的计算公式与锚固体的破裂机制,并分别讨论了锚固段灌浆压力、锚固段长度与岩体强度参数等对极限抗拔力与破裂面形状的影响。计算表明:一定范围内增大锚固段长度和采用压力灌浆是提高锚索极限抗拔力的有效措施;当锚固段周围岩体发生整体破坏时,随着岩体经验参数A、岩体抗拉强度、抗压强度与重度的增加,锚索极限抗拔力不断增大,而随着经验参数B的增加,锚索极限抗拔力则不断减小;锚固段周围岩体破裂面形状呈现出对称的"喇叭形",这与现有文献中的研究成果相一致,而且岩体经验参数B是影响岩体破裂面形状的重要因素,它决定了岩体破裂面的曲率大小,当B=1时,岩体破裂曲面退化为圆锥面。     

平行F42-9发育的结构面对锦屏水电站高边坡稳定性的影响

锦屏一级水电站左岸高边坡F42-9断层及煌斑岩脉组合的滑块对左岸缆机平台及拱肩槽边坡的稳定性起到控制性的作用。针对F42-9断层两侧平行结构面的发育程度,进行了锚固边坡开挖过程中的弹塑性力学行为分析。结果表明：平行于F42-9断层发育的结构面使锚固边坡岩体的性状急剧下降,现有的加固方案无法满足边坡稳定性的要求。建议根据边坡及抗剪洞开挖过程中揭露的地质信息,及时制定合理的边坡加强、加固措施。     

青海省都兰县五龙沟金矿主断裂带断层泥K-Ar定年

应用K-Ar法对青海省都兰县五龙沟金矿主断裂带内的3个断层泥样品进行同位素测定,以确定该脆性断裂的活动时代,初步探讨该段脆性断裂与成矿之间的关系.测试得到的断层泥样品中自生伊利石的年龄为（185.54±3.06） ～（165.11 ±3.28） Ma,表明该矿床内的脆性断裂活动时代为早侏罗世晚期—中侏罗世,结合野外地质情况,推测脆性断裂的活动对成矿起到了改造和破坏的作用.     

不同胶结度断层泥强度参数与含水率关系

断层泥的强度参数对断层的强度有重要影响,而断层泥的强度参数与其胶结度和含水率密切相关。通过对不同胶结度和含水率断层泥试样开展直剪试验,获得了断层泥的主要强度参数——黏聚力 和内摩擦角 ,并对其与含水率和胶结度的关系进行了分析研究,取得了如下结论：（1）不同胶结度断层泥试样的内摩擦角均随含水率的升高而降低,但降低程度较小;（2）不同胶结度断层泥试样黏聚力随含水率升高而变化的过程可划分为3个阶段,即上升期、急剧下降期、缓慢下降期,这3个阶段由第一拐点和第二拐点分隔开;（3）随着胶结度的增大,断层泥试样的内摩擦角逐渐升高,但变化不大,且内摩擦角随含水率升高而降低的程度有逐渐减小的趋势;（4）随着胶结度的增大,断层泥试样黏聚力第一拐点位置的含水率迅速增大,而第二拐点位置含水率的变化相对较小;（5）断层泥胶结度与第一拐点含水率的关系可用二次多项式函数进行描述。     

胶西北焦家断裂带成矿后断裂活动对焦家式金矿破坏作用及找矿方向探讨

本文以焦家断裂带深部上盘发现金矿体的地质事实为依据，将焦家断裂在成矿后对矿体的破坏作用作为讨论重点，根据现今焦家断裂上、下盘金矿体以断层泥为界，有被错断的明显特征，指出发育在焦家断裂主断裂面中的断层泥为成矿后断裂活动的产物。依据上、下盘金矿在矿石类型、围岩蚀变、矿石矿物、成矿阶段等方面具有极为相似一致特征，提出在117.69~121 Ma成矿期，焦家断裂带中的上、下盘蚀变岩型金矿统一形成于深度3~9 km之间成矿期的焦家断裂带中，二者在成矿时具有时、空上的完全统一性。受焦家断裂总体正断层效应影响，现今焦家断裂深部新发现的上盘金矿（化）体应为下盘金矿（化）体被错断的部分。     

胶西北焦家断裂带成矿后断裂活动对焦家式金矿破坏作用及找矿方向探讨

本文以焦家断裂带深部上盘发现金矿体的地质事实为依据,将焦家断裂在成矿后对矿体的破坏作用作为讨论重点,根据现今焦家断裂上、下盘金矿体以断层泥为界,有被错断的明显特征,指出发育在焦家断裂主断裂面中的断层泥为成矿后断裂活动的产物.依据上、下盘金矿在矿石类型、围岩蚀变、矿石矿物、成矿阶段等方面具有极为相似一致特征,提出在117...     

剪切带断层泥特征及其在胶东金矿床研究中的应用

剪切带断层泥是中低温热液蚀变的产物。研究表明,断层泥的形成演化与剪切带水-力行为间存在强烈的作用与反馈。断层泥的粒度分布、矿物组成以及孔渗结构受断裂带构造变形和流体作用的控制。同时,由于具有组成和结构上的特性,断层泥可以通过增强岩石各向异性和储存或释放流体而改变断裂带剪切强度和流体压力。以胶东金矿集中区为例,讨论了剪切带构造变形、流体输运-反应与断层泥形成演化的耦合作用,及其对剪切带流变学行为及金矿化形成和分布的影响。     

断层泥蠕变特性与含水量的关系研究

断层泥的瞬时力学性质和蠕变特性与含水量关系密切,其力学参数随含水量增加而减少,呈负指数函数关系。界限含水量划分具有很大的意义,某地f246断层泥界限含水量为8%～10%.     

断层泥蠕变特性与含水量的关系研究

断层泥的瞬时力学性质和蠕变特性与含水量关系密切,其力学参数随含水量增加而减少,呈负指数函数关系。界限含水量划分具有很大的意义,某地ｆ２４６断层泥界限含水量为８％～１０％。     

软弱层带夹泥物理力学特征的仿真研究

软弱层带夹泥物理力学参数是评价岩体稳定性的基础。研究表明,在天然围压条件下,软弱层带夹泥的物理力学性质与其所承受的围压具有良好的相关性。因此,本文提出应用土工压缩定律及重力压密机制在室内对夹泥的物理力学特征进行仿真研究,并对仿真效果进行了评价。这为软弱层带夹泥物理力学参数的评价、预测提供了新的途径。     

胶东三山岛金矿构造控矿规律研究

胶东西北部是我国重要的金矿聚集区,矿床类型以石英脉型和破碎带蚀变岩型为主。发育在三山岛–仓上断裂内部的三山岛金矿床是胶东西北部蚀变岩型金矿的典型代表。最新的勘探结果显示,三山岛金矿在大于2 km的垂深处仍有很好的金矿化,而且三山岛金矿的一个显著特点是主矿体均发育在断裂内部的断层泥之下,断裂的形成和演化对金矿床的形成及矿体的空间分布具有重要的控制作用。作者通过不同尺度的构造分析后发现,在三山岛金矿床形成过程中,区域构造应力场的状态发生过明显的转变,由成矿前的右行张扭,转变为成矿初期的NNW-SSE向挤压左行剪切应力场,三山岛主断裂也在成矿期发生左行挤压逆冲活动,主断裂封闭,主断裂内的断层泥逐渐形成,封堵成矿热液于断层泥之下,形成三山岛矿区大规模的破碎带蚀变岩型矿化。     

Microstructures and their implications for faulting processes –Insights from DGLab core samples from the Gulf of Corinth

We have examined microstructures, mineralogical composition, geochemical alteration, and texture of four selected fault rock samples from the Deep Geodynamical Laboratory (DGLab) Gulf of Corinth project using optical microscopy, cathodoluminescence microscopy (CL), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and synchrotron X-ray diffraction measurements. The fault core is composed of red and gray clayey gouge material and surrounded by a damage zone of brecciated limestones. Pressure solution features, calcite veins and calcite clasts in the breccia and gouge material attest the presence of paleo-fluids and fluid-driven mass transfer during deformation. Differences in CL-colors between the matrix and calcite vein cement and inside the vein cement suggest repeated infiltration of fluids with different composition from various sources (formation water and meteoric water). Twin lamellae densities estimated in calcite veins are used as paleo-piezometer. The deduced differential stress is ∼140 ± 70 MPa for the older vein generation and appears to be higher than stress for the youngest veins (45 ± 23 MPa). In spite of the relatively small clay content in both samples, newly formed clay minerals have been observed in gray as well as red clayey gouge material. Differences between gray and red clay gouge material are found in fault rock composition, porosity and clay fabric. The proportion of chlorite in the red gouge is significantly less than that in the gray gouge whereas the initial porosity is significantly higher than in the gray gouge material. The detection of a well-oriented clay fabric in red clay gouge samples is unique in comparison to other major fault zones.