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1、第8卷 第1期中国地质灾害与防治学报Vol18No111997年3月THECHINESEJOURNALOFGEOLOGICALHAZARDANDCONTROLMar.1997易滑动微型构造的工程地质及岩土工程意义王建锋 晏同珍(中国地质大学(武汉)环境科学与工程学院)崔政权(长江水利委员会综合勘测局)提要 在易滑动理论提出的早期阶段,本文提出了具有岩土工程层次的微型易滑动构造概念。由于易滑动理论研究对象“易滑动环境系统”具有层次性,因而还存在超大型、大型、区域易滑动构造。其中微型易滑构造是基础,包含于更高层次的易滑动构造
2、之中。微型易滑构造直接与场地工程建设发生联系,因而其研究对工程地质及岩土工程学科进展有重要的意义。文中论述微型构造在边坡工程、隧道工程、地基工程中的作用,并强调这是岩石力学模型建立的重要基石。关键词 易滑动理论 微型构造一、易滑动微型构造的涵义〔1,2〕在确定易滑动微型构造涵义之前,首先介绍一下“工程岩体”概念。按照谷德振〔3〕先生的定义,工程岩体是指由Ⅲ级结构面与Ⅱ级结构面交切,或Ⅲ级结构面之间相互交切而成的块体。一般情况下其规模大于工程断面尺寸(如隧洞断面)但小于山体尺寸。这里所说的Ⅱ级结构面则指长度在数百米至数千米,宽
3、度在1～10m内的工程区大型地质结构面,如规模较大的断层,延伸甚远的软弱夹层或层间错动面。而相对于Ⅱ级结构面的Ⅰ级结构面是指区域上的深大断裂,Ⅲ级结构面是长度在数百米、宽度小于1m的小规模断层、层间错动带、泥化夹层等,Ⅳ级结构面是通常意义上的节理。图1给出了工程岩体的图示解释。谷德振先生曾从工程地质角度对地壳岩体中的结构体进行过分级:Ⅰ级结构体为地块,Ⅱ级结构体为山体,Ⅲ级结构体为工程岩体,Ⅳ级结构体为岩块,由此可看出工程岩体的规模。很显然,工程岩体所遇到的工程地质问题是工程岩体稳定,而不是区域稳定性和山体稳定性问题,也不是
4、岩块力学性质或由几组节理交切而成的微小岩性的强度、变形性质问作者简介:王建锋,男,工学硕士,中国地质大学(武汉)环境科学与工程学院副教授。主要从事工程地质专业教学和科研工作,在国内外已发表论文20余篇。—32—©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.题。工程岩体的概念具有相对性,即与工程规模、类型有关。那么,微型构造则是指构成工程岩体的边界地质结构面或工程岩体中的地质构造。其同样是与工程规模、类型有关的概念,如微型褶皱、微型断裂或断开性和延
5、展性好的节理,尤其是长大于20m的层理,还包括工程地质岩组产状和成层组合情况。然而这些微型构造是否会成为构成工程岩体失稳的关键,还取决于其是否具备“易滑图1 工程岩体的概念动性”。因而微型构造存在易滑动与非易滑动之Fig11Theconceptofengineering分。一般地,微型易滑动构造具有如下特征:rockmass①Ⅱ级结构面—大断层;11易滑性 软弱面结构及其岩组空间分布特②Ⅲ级结构面—小断层;③工程岩体征与工程负荷作用之间存在系统不稳定的组合关系。21丛集性 微型易滑动构造的分布严格受区域地质构造、局部应力场特
6、征控制,空间上分布具有明显的丛集性、不连续性。31转换性 易滑动构造在优化工程设计及工程加固合理情况下,可能变为非易滑动构造。41灾害性 微型易滑动构造通常不易控制,轻则反复活动失稳给工程正常运营造成影响,重则导致生命财产损失。二、易滑动微型构造在隧洞围岩稳定方面的意义易滑动微型构造对隧洞围岩稳定影响是极为显著的,因而必须在隧洞轴线选定、施工方法选择、围岩加固方面,考虑和区分易滑动微型构造。并需注意易滑动微型构造与其它作用因素的组合强化效应。11微型褶皱对围岩稳定性影响微型向斜:当隧洞轴线与微型向斜轴向一致并穿越微型向斜时,
7、向斜地层产状均由洞侧向洞内倾斜,因岩体中层面强度低、变形能力强,且开挖引起隧洞拱顶部分围岩应力集中,易使侧壁岩体向洞内滑移。同时,向斜轴部在挤压应力作用下,向向斜核部收图2 微型褶皱对隧洞围岩稳定性的影响敛的同心扇状张裂隙与层面、洞顶Fig12Theeffectofmicro2foldonsurrounding开挖面组合,在岩体中形成一系列rockmassstabilityoftunnel上小下大的楔形体。这些楔形体在洞顶局部张应力场中稳定性极差,常可导致掉块、塌方等围岩破坏(图2a)。另一方面,向斜轴部地下水富集,常含大量
8、地下水,且多具承压性,尤其是在多层隔水层被洞室开挖切割时,地下水量更大、对软弱夹层的泥化更明显,从而使洞库更不稳定。—33—©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.微型背斜:当隧洞轴线与微型背斜轴向一致并
