湘西花垣—茶洞断裂的活动期次与运动特征

花垣—茶洞断裂带位于湖南西部,为松桃—大庸深断裂的分支,是松桃—大庸断裂北段的一部分。通过对断裂带两侧的野外基础特征、节理发育处的测量统计、擦痕与共轭节理的应力分析以及断裂带两侧的深部钻孔勘探揭露,得出花垣—茶洞断裂带的活动至少有2个期次:一期为北东向南西向的左行剪切走滑;另一期为断裂带北侧的地层下滑,下滑距离约为550~700 m。     

地震作用下节理岩体变形破裂机制研究进展及展望

西南山区节理岩体发育,处于强震易发区,强地震动和节理化岩体结构是汶川地震近场区地震地质灾害多发的两大主控因素,两者的相互耦合使得岷江两岸地震崩滑灾害成因复杂,崩滑机理研究难度增大。由于节理化岩体结构的复杂性以及早期对地震纵波关注不足,强震近场纵波作用下节理岩体变形破裂机制研究成果基本处于空白阶段。本文在系统归纳总结边坡地震动力变形破坏研究进展的基础上,分析了动荷载诱发节理岩体的变形破裂机制,探讨了解决目前研究中存在的核心问题的正确思路和有效途径,旨在对地震纵波作用下节理岩体宏观动力响应及其细观机制研究起到抛砖引玉的作用,并深化有关节理岩体地震响应、强震近场纵波引起节理岩质斜坡失稳模式等科学问题的认识,为下一步地震地质灾害研究指明方向。     

节理统计锥体单元法的探讨

本文提出在投影球内建立锥体单元统计系统,直接计算以产状表示的单元轴线与节理法线的夹角,统计该夹角小于单元锥角半角的数目。统计结果更合理、可靠。     

基于Hoek-Brown准则的节理岩体能量参数估算

岩体变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程.由于节理岩体结构复杂且难以开展室内试验,因此无法通过试验直接求取其能量学参数.基于Hoek-Brown准则和岩石能量理论,提出了节理岩体在临界状态能量学参数的估算方法.针对含贯通节理(或层面)岩体,通过修正岩块单轴抗压强度以体现贯通节理的方向效应.采用PFC3D分别模拟小尺寸岩样(Φ50mm×100mm)和大尺寸岩体(Φ2m×2m)的三轴压缩试验,通过岩石三轴试验结果拟合岩石数值模拟的细观参数并应用于节理岩体的模拟.根据节理岩体模拟得到应力应变曲线和能量流,验证了Hoek-Brown准则对节理岩体能量参数估算的合理性.     

陕西安塞城区基岩崩塌主控构造因素分析

安塞区主城区范围内的基岩地层发育一以延河为枢纽线、走向约330°的背斜构造,在基岩地层中普遍发育走向与褶皱轴面平行（320°～340°）和垂直（40°～60°）两个方位的两组张性节理,还发育有两组与褶皱轴斜交的共轭剪切节理,第一组共轭剪切节理面走向为近南北（0°～10°）和近东西（80°～90°）,第二组共轭剪切节理面走向为100°～120°和200°～210°。上述基岩中发育的、不同走向的多组节理面对研究区内具相同走向分布特征的崩塌结构控制面的发育有较强控制作用。第一组共轭剪节理中走向近东西（80°～90°）的节理面控制着研究区内发育程度最高的崩塌结构控制面,它与区内岩质崩塌的发育相关程度最高;其次是两组张性节理面分别控制着走向相同且发育程度较高的两组岩质崩塌结构控制面,第二组共轭剪节理面则控制着区内发育程度相对较低的、走向与共轭节理面相同的两组崩塌结构控制面。     

节理粗糙度对岩块体积的影响规律研究

岩体结构直接控制着岩体力学、水力学特性,岩块体积分布规律可直接反映岩体结构特征。目前研究多将节理面简化为平面,忽略了粗糙度对岩块体积的影响。利用Hurst指数H和高度均方根R_q表征节理粗糙度,研究了节理粗糙度对岩块数量和体积分布规律的影响。结果表明：(1)H、R_q控制节理的粗糙起伏形态,粗糙度随着R_q的增大而增大、随着H的增大而减小;(2)块体的数量总体上与节理粗糙度正相关,即随着粗糙度的增大而增加;(3)R_q和H对岩块体积分布的影响,主要通过改变小体积块体所占比例实现,块体的平均体积和中位体积随着粗糙度的增大而减小;(4)当节理正交且间距相近时,块体数量随粗糙度的变化可以分为3个阶段,即稳定阶段、初始增长阶段和快速增长阶段,R_q和H共同控制着各区间的相对分布范围。最后,基于摄影测量采集的数据建立了岩体节理模型,对大连某公路边坡的岩块体积分布进行了研究,验证了上述结论的准确性。     

基于有效受剪面积的节理面吻合度量化方法研究

节理粗糙度系数-节理抗压强度（JRC-JCS）模型为岩体节理面抗剪强度估算提供了很好的思路,但对于吻合度较差的节理岩体,该模型往往过高地估算其抗剪强度。节理粗糙度系数-节理吻合系数（JRC-JMC）模型进一步考虑节理吻合度对抗剪强度的影响,为吻合程度较差的节理面的抗剪强度估算提供了很好的思路,但目前节理吻合度的量化分析还存在困难。在以往研究基础上,采用重复剪切试验的方法制备了不同吻合度的节理岩体试样,综合节理面形貌特征和节理面抗剪性能变化规律分析,提出了节理吻合度的量化计算方法。研究结果表明：（1）在重复剪切作用下,岩体节理面的抗剪强度和节理面形貌参数呈现先陡后缓的降低趋势,节理面上下盘的吻合程度逐渐降低;（2）根据剪切前后节理面形貌特征的对比分析,确定了剪切过程节理面的有效接触区域,提出了节理吻合系数JMC的量化计算方法;（3）对比分析表明,与单独考虑JRC相比,将JRC和JMC综合在一起可以更好地反映节理形貌特征对其剪切性能的影响。相关研究方法和分析结果可为岩体节理面抗剪性能分析提供较好的参考。     

孔隙介质中波的衰减及其对冲击波的防护作用

孔隙介质对波的衰减极为显著,因此,它能有效降低介质中冲击波的能量。普遍来说,地球浅层介质均可视为孔隙介质,即可作为应对冲击波的天然防护材料,这对大型地下结构的安全防护有着重要的意义。本文通过对大振幅应力脉冲通过水或冰充填的人工节理孔隙介质的测量结果分析,讨论了节理中固相/液相水对爆炸效果的作用。基于双孔隙模型和部分饱和模型计算预测的P波速度以及岩石衰减和频散规律,与实测数据相一致。实验与模型预测均表明,节理中的水和冰对冲击波有较大的衰减,但是充水节理更为明显,且由于填充材料的不同会导致不同的介质性质。因此,在地球介质孔隙节理中充填不同衰减特性材料,可以满足不同情况下的冲击波防护需要。