岩体的构造层次及其成因

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1、更多岩土工程资料http://www.docin.com/751741952第24卷第16期岩石力学与工程学报Vol.24No.162005年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2005岩体的构造层次及其成因1221戚承志，钱七虎，王明洋，董军(1.北京建筑工程学院土木工程系，北京100044；2.解放军理工大学，江苏南京210007)摘要：岩体具有复杂的构造层次，这种构造层次的范围从微观一致延伸到宏观。但是对于这种构造层次的形成原因到

2、目前为止还没有就内因及外因进行系统的研究。本文基于现有的地质力学研究成果及物理理论对于岩体构造层次形成的原因进行了系统研究。从研究结果可以看出，岩体构造层次的形成既具有岩石初始形成过程中的原因，也有后来的地质运动原因。在岩石形成时，由于不平衡状态的存在及与周围环境进行能量及物质交换，出现了自组织过程及耗散结构，从而形成了相互嵌入的自相似分形结构。地质运动原因是由于外部作用的存在使得地壳处于不平衡状态。不平衡状态为岩体的变形与破坏不断提供能量，从而形成耗散结构。在不同的年代形成不同层次的断层，邻近断层

3、相互成45°角，尺度按2因子变化。由于岩体中存在着自相似分形结构，嵌入系数就是岩体内部构造自相似性的一种外在表现。关键词：工程地质；构造层次；地质运动；耗散结构；分形结构中图分类号：TU435；TU42文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)16–2838–09STRUCTURALHIERARCHYOFROCKMASSIFANDMECHANISMOFITSFORMATION1221QICheng-zhi，QIANQi-hu，WANGMing-yang，DONGJun(1.Departm

4、entofCivilEngineering，BeijingInstituteofCivilEngineeringandArchitecture，Beijing100044，China；2.PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210007，China)Abstract：Rockmassifpossessescomplexstructuralhierarchy.Suchastructuralhierarchyinvolvesverywiderangeof

5、scalelevelsfrommicroscopicscaleleveltomacroscopicscalelevel.Butuntilnowsystematicstudyonthemechanismoftheformationofthiskindofstructuralhierarchydoesnotexist.Basedontheavailablegeomechanicalachievementsandphysicaltheories，themechanismforformationofthes

6、tructuralhierarchyofrockmassifisstudiedsystematically.Itshowsthattheformationofstructuralhierarchyiscausedbytheinitialstageofformationofrockmassifandthesuccessivetectonicmotionprocesses.Intheinitialstageofformationofrockmassif，becauseofnonequilibriumna

7、tureoftheprocessesandtheexchangesofenergywiththeenvironment，theself-organizationprocessanddissipativestructurearise，andtheself-similarfractalstructuresareformulated.Intheviewoftectonic，theearth′slithosphereisinnonequilibriumstatebecauseoftheexternalact

8、ions.Theenergiesofnonequilibriumstatearesuppliedtothedeformationandfractureofrockmassifandeventuallyleadtotheformationofdissipativestructures.Atdifferentgeologicalages，faultsofdifferentscalesareformed；andthetwosuccessivelyformedfaultsin