金沙江溪洛渡水电工程岩体结构模型及其工程应用研究

“金沙江溪洛渡水电工程岩体结构模型及其工程应用研究”属工程地质学研究领域。金沙江溪洛渡水电站工程是我国继三峡工程以后即将开工建设的又一巨型水力发电枢纽工程。也是实施西部大开发中“西电东送”的重要电源点。电站坝高275m，双曲拱坝，库容110亿m3，两岸全地下式厂房，总装机容量1200万千瓦。 工程坝址区为一套二叠系的玄武岩，其中发育由不同规模层间、层内错动带以及基体裂隙构成的复杂结构面网络体系，他们构成了坝区一系列重大工程地质问题产生的前提与关键控制性因素，其中包括高拱坝坝肩稳定性、高边坡稳定性及大型地下洞室群稳定性等。因此，这一问题的研究解决对坝区一系列重大问题的评价及工程的可行性都起到至关重要的作用，是工程的关键性控制难题，受到了工程设计部门的高度重视。 鉴于这一问题的重要性，从1995年开始，工程设计部门-国家电力公司成都勘测设计研究院就委托成都理工大学先后开展了“坝区岩体结构模型及其工程应用”、“高拱坝坝肩抗滑稳定边界条件及其工程适宜性评价”等两个专题的研究。在总计长达6年的研究工作期间，课题组结合工程的具体实践，开展了深入细致的，并针对这一课题的高难度性和前人工作的薄弱性，开展了多方面深入的理论研究工作，包括结构面迹长、连通率的概率模型、三维结构面网络模拟及三维连通率模拟等。 通过这两个项目的研究，有针对性的回答了工程建设所提出和关心的以下几方面重大技术问题：（1）坝区结构面成因机理与发育模式；（2）结构面的工程分类及结构面的工程性状；（3）基体结构面发育的几何特征，尤其是迹长和二维、三维连通率；（4）高拱坝坝肩抗滑稳定的边界条件及坝肩抗滑稳定性。 从1997年开始，本项研究的成果开始分阶段的应用于工程实践：首先是应用于工程比选阶段（溪洛渡与向家坝）的设计，而后应用于工程可行性设计（初步设计）。成果回答了不同阶段工程所需解决的关键技术问题，为该工程修建的可行性决策提供了重要的科学依据，受到了成果使用部门-国家电力公司成都勘测设计研究院的高度评价，并产生了显著的经济和社会效益。 本项成果所提出的一套复杂岩体结构研究和建模的方法体系还应用到了西部地区其他大型水电工程建设和大型地下工程建设，为这些工程的可行性决策提供了科学依据。目前已推广应用的具体工程有： （1）澜沧江糯扎渡水电站右岸复杂岩体、左岸大跨度地下厂房硐室群的稳定性评价；（2）金沙江白鹤滩水电站工程岩体结构模型及工程适宜性评价；（3）金沙江虎跳峡水电站工程岩体结构及工程特性评价研究； 基于本项研究成果，已发表学术论文20余篇。先后多名博士和硕士研究生参与了本项研究工作：共培养博士研究生5名，硕士研究生8名。 2100433B

目录

第1章 绪论

1.1概述

1.2岩体工程地质及其灾害学的内容

1.3岩体工程地质及其灾害的调查研究方法

1.4岩体工程地质及其灾害的科学实验研究方法

1.5岩体工程地质及其灾害的理论分析研究方法

第2章 岩体的结构与构造

2.1概述

2.2结构面及其特征

2.3岩体结构类型

2.4岩体工程地质分类

第3章 岩石和岩体的力学性质

3.1概述

3.2岩石的力学性质

3.3岩石的变形机理

3.4岩石的弹塑性性质

3.5岩石变形的时效性

3.6岩体变形

3.7岩体强度

第4章 不连续面的分析和力学性能

4.1概述

4.2不连续面的工程分类

4.3不连续面的调查技术

4.4不连续面资料的修正

4.5不连续面受荷后的变形

4.6不连续面的抗剪强度

4.7不连续面的粘滑现象

第5章 岩体运动学分析

5.1概述

5.2岩体运动学的力学原理

5.3全空间赤平极射投影

5.4矢量分析法判别块体运动的形式

5.5赤平极射投影在块体运动分析中的应用

5.6块体稳定性分析

5.7块体系统组合的运动分析

第6章 块体理论及其在岩体稳定分析中的应用

6.1概述

6.2块体分类和关键块系统

6.3棱锥与集合的基本概念

6.4块体理论的基本定理

6.5关键块体的运动及其判别方法

第7章 地震地质及其灾害

7.1概述

7.2天然地震

7.3地震波在岩体中的传播

7.4活动构造的研究

7.5地震的地质灾害

7.6地震小区划

第8章 岩体失稳引起的地质灾害

8.1概述

8.2岩坡失稳及其产生的地质灾害

8.3崩塌

8.4滑坡

8.5岩坡的流动和折曲

8.6岩质边坡的加固措施

8.7岩基的稳定性分析

8.8岩溶的地质灾害

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《岩体力学及其工程应用》为岩体力学的基本理论及其工程应用，简明扼要叙述了作为岩体力学理论基础的弹塑性理论、强度理论和流变理论；介绍了岩体中不连续面和含有不连续面的非均匀岩体的力学特征；以及如何根据岩体力学特性以及工程与岩体相互作用关系，建立简单实用的力学模型，把固体力学相关分支融入岩体力学，并纳人工程应用。