【摘 要】
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崩塌落石是常见的地质灾害之一,对人民的财产生命安全有着严重的威胁。在四川盆地红层地区,崩塌灾害爆发频繁。目前对崩塌落石灾害的规模判断主要以已经发生过崩塌落石灾害的规模大小或通过较为明显的危岩测量为依据,而预测首次发生或预兆不明显的崩塌落石灾害的规模的依据较为罕见。基于此,本文旨在通过四川盆地近水平红层岩体受到应力压缩时的特性研究,提出岩石节理间距与层厚的关系,为近水平红层地区崩塌规模预测提供理论支
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崩塌落石是常见的地质灾害之一,对人民的财产生命安全有着严重的威胁。在四川盆地红层地区,崩塌灾害爆发频繁。目前对崩塌落石灾害的规模判断主要以已经发生过崩塌落石灾害的规模大小或通过较为明显的危岩测量为依据,而预测首次发生或预兆不明显的崩塌落石灾害的规模的依据较为罕见。基于此,本文旨在通过四川盆地近水平红层岩体受到应力压缩时的特性研究,提出岩石节理间距与层厚的关系,为近水平红层地区崩塌规模预测提供理论支持。本文通过对龙泉山区和阆中市的近水平红层进行大量细致的资料收集和节理调查,研究节理间距和层厚的关系,在数据上提供支持,再通过对纵弯褶皱机理和理论计算,分析和节理间距大小相关的因素,最后通过数值模拟对各项因素进行模拟,得到节理间距大小和各项因素的关系。通过节理间距大小就可以预测出崩塌时可能产生的最大块径,从而对崩塌规模的大小进行预测,进行针对性较强的防护。首先,通过野外调查和资料分析,对四川盆地近水平红层岩体的节理间距与层厚的关系进行总结,在红层岩体中,节理间距大小与层厚关系最为明显,二者近似成1:1的关系。而从节理调查的情况来看,其似乎和其他因素如构造应力大小、岩层倾角和岩石力学参数等关系不大。其次,对节理裂隙发育的机理进行了理论分析以及对节理间距大小进行了理论计算。本文通过对褶皱发育的机理来推测红层岩体受到压缩时的应力状态,褶皱机理表明岩体在受到压缩时会由于约束和自身阻抗有一个最易发育的主导波,其主导波的波峰和波谷处是最易产生节理裂隙的地方,因此主导波长的一半即是最易发育的节理间距大小。通过理论计算表明,其主导波长的大小和层厚、岩石性质以及压缩应力相关,并提出了理想条件下主导波长的计算公式。最后,通过数值模拟软件对理论计算中主导波长的因素进行模拟,得出不同状况下岩体受到压缩时的应力曲线图,并以此得到节理间距。通过对各种情况岩体受到压缩的数值模拟得到节理间距受层厚影响十分明显,而受岩石性质改变和压缩应力大小的影响却不明显。
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