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《地形地貌与地应力分布的初步分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、水利水电技米年第期地形地貌与地应力分布的初步分析朱焕春陶振宇武汉水利电力大学摘要本文论述了不同成因类型地貌单元中岩体地应力的分布特征以及它们之间的差异,,以二滩为背景的地应力分布和数值模拟,对并用实例进行了验证此外以河谷区为代表的起伏地形地区宕沐地应力分布的成因分带性以及与此有关的问题进行了初步分析关键词地形地悦河谷地应力以二滩工程为背景,讨论地形起伏地区地应力概述分布的成因分带特征地形地貌是岩体地应力尤其是大型水利,剥蚀和沉积平原中地应力分布特征水电工程岩体地应力的重要影响因素之一这已被许多学者所认识但是,从成因规律方面门剥蚀平原中地应力分布入手,对
2、地形地貌与地应力分布关系的分析还剥蚀地区岩体地应力的变化及其分布与剥很少见对地形起做伏区地应力分布特征人们蚀卸荷作用密切相关沃依特曾就剥,并没有形成系统的共同认识海姆森蚀作用对地应力分布的影响进行过研究古德。。曾报导过起伏地形地区表层岩体曼在他的著作中介绍了这一研究成「二一中最大水平应力方向与地形等高线果方向一致至深部过渡到与区域应力场方位一应力计算设地表平坦,剥蚀前埋深为△处岩致伙在中国一些起伏地形条件下测得的结果与此一致泛但是,在许多水电工程中的地应力体地应力状态可写为氏,一了△测量结果表明最大主应力与谷坡坡向近于一致而与地形等高线近于垂直卡纳格沃
3、等、、、、、。一‘式中分别为垂直和水平应力修峻峰白亚伟朱韦森等—都进行过这方面的报了岩石的密度厂二一〔‘三,。—,导与深度相关的系数表示—另一方面地形地貌对地应力分布的影响某一深度水平应力与垂直可能不仅是表现在地形起伏上,处于不同地貌应力之比,单元内的相同地形条件地区如剥蚀平原和沉如果地表剥蚀厚度为△按弹性力学可,左积平原岩体地应力分布特征是否相同还是知垂直水平向分别卸荷了△和△产一产人们尚未系统认识到的问题,为泊桑比则该点应力状态可写为本文是在前人研究成果的基础上通过理,。、剥。。左△、,气少论分析统计分析和数值模拟等手段论述不一产—同地貌单元中岩体
4、地应力分布的一般特征,并式中蜘一一指剥蚀条件下,地形平坦时岩体,水平应力与垂直应力之比它除与具体测点处各自的地质条件有关外与其它符号意义同前这两类岩石曾所受的地表剥蚀作用密切相关,,由于构造应力在岩体中普遍存在一般有实际上绝大多数的岩浆岩和变质岩能出露到。,,产一产所以剥即在剥蚀作用地表或到达地表浅层与地表上升及剥蚀作用下,深部岩体上升到浅部的同时,水平应力与具有一致性关系垂直应力之比不断增大沉积平原中地应力分布应力分析应力计算与,尽管式在定量分析浅部岩体地应力时剥蚀作用过程相反地如果在埋深为,一存在严重误差但它所揭示的定性规律是正确△处一点的地应力状
5、态可以用式和式,‘,△的并且已被布罗恩和霍克月的形式表示则在地表接受厚度为的沉,的研究所证实图即为布罗恩和霍克根据全积后这一点的应力状态可表示成。‘世界范围内主要来自剥蚀地区岩性以岩浆岩一一以和变质岩为主的实测地应力资料统计得出的、。产,了一一了四平均水平一产应力与垂直应力之比随深度变化趋〔幻,类似地有势虽然它与式揭示的变化特征相同,。需要补充说明的是式并没有否定构造应劫一挤一一二生,〕助,气产夕沉力的存在和作用先期存在的构造应力的作用一、,,。九一又一—召叻隐含在参数之中下’式中’沉积物的密度洁万一长尸代,二‘一’’‘—一’一,厂‘今,几岩石与沉积物
6、密度之比有一一一一—喇挪卿·‘,’几‘,二一其它符号意义同前·’应力分析‘,,,‘根据式只有当一产一产一之三︵︶一产成,⋯立时才有沉。式、中符号意义同前图平均水平应力与垂直应力之比随深度变化趋势,。由式可知在剥蚀地区浅层岩体中由一般式的右端项为常数是与原始,于水平应力的不完全释放而应该存在一个相应埋深有关的变量故式一般不能总是成,的与水平应力随深度增加的正常方式不适应的立即沉积作用可以改变岩体的地应力状态相对增高带作者根据从全世界范围内获得的图中虚线代表了式的几何图形的一,、岩浆岩中的组、变质岩中的组实测地应般形式图中的实点是根据在中国华北东北几,,个
7、沉积平原中用水压致裂法和效应法测力资料的统计分析表明在这两类岩石中在、〔〕〔‘。〕大约左右岩浆岩中稍浅一些的深度得的岩体平均水平应力与垂直应力之比,,,以内水平应力的分布比较分散并普遍偏高它显然它与式揭示的规律是一致的们与沉积岩中应力变化梯度相对恒定的特征形式和式都是在地表水平条件下,用弹性理论推导出来的式和式之成明显的差异进一步的分析认为岩浆岩和,,,,变质岩中地应力的这种分布特征从总体上讲间图和图之间的差别表明地貌单元的附表二滩河床钻孔应力测结果单位孔口无少万口八口万口深孔深孔深一,一。,主应力作用方位为在谷坡岩体中实测的最大主应力的总体方向为左右
8、下表列、‘一卜﹄曰沙断引印川日出了河床附近两个钻孔中不同深度上的平面应,、二、力,⋯测量结果图
