渭河盆地地裂缝发育基本特征

渭河盆地由于其特殊的地质环境,是地裂缝发育较多的地区。本文在渭河盆地地裂缝详细调查的基础上,简要论述了地裂缝的分布概况,详细研究了渭河盆地地裂缝的发育基本特征,并初步探讨了地裂缝的成因。渭河盆地196条地裂缝大都密集分布在断层近侧,与断层走向有明显的一致性和相关性。地裂缝基本特征主要是形态特征和空间分布。地裂缝平面形态有直线、S型和锯齿状;剖面形态为上宽下窄,并逐渐消失;倾角较陡。地裂缝空间分布上有方向性、开启性和网络性。渭河盆地地裂缝主要是构造地裂缝,受构造断裂控制;地下水、地表水、采空和黄土湿陷性只是诱导因素。     

金沙江乌东德水电站区热水塘断层活动性研究

乌东德水电站预可行性研究阶段,陆车林、尖山包、河门口、白滩、三台子、乌东德六个比选坝址中,热水塘断层穿过其中河门口和白滩两个坝址。为了查明该断层规模、性状、活动性,作者在航片解译的基础上,经过野外验证和地质追踪调查,分析了沿断层带的地形地貌、地层岩性、岩溶发育特征,确定了该断层的性质。通过取岩样测年及显微构造等多种方法对断层的活动性进行了深入研究,认为该断层在中更新世前有一定的活动性,但后期活动性明显减弱,晚更新世后没有活动。综合地震资料分析,该断层不是工程活动断层,为坝址比选提供了重要依据。     

清江大龙潭水利枢纽防渗帷幕设计及效果监测分析

大龙潭水电站坝址位于碳酸盐岩地区,岩溶发育受岩性和构造控制：在奥陶系南津关组第一段(O1n1)页岩夹灰岩、第二段第一层(O1n2-1)泥质条带灰岩及寒武系第四段第二层硅质条带灰岩(∈4-23m)中岩溶不发育,其他地层的灰岩中岩溶发育; 岩溶发育方向主要沿岩层层面和顺河向的断层发育,形成岩溶通道。因此水库渗漏主要沿岩溶发育的断层产生,防渗帷幕设计以奥陶系底部188m页岩为防渗依托,并重点加大断层部位的工程量。后期地下水长期观测分析表明,帷幕防渗效果良好,不存在大的库水渗漏,仅在局部断层构造发育部位渗漏量略大。大龙潭水电站防渗帷幕工程成功的范例为碳酸盐岩地区其他工程的防渗优化设计提供了很好的借鉴意义。     

青海省黑泉水库混凝土面板坝的工程地质问题与工程处理措施

黑泉混凝土面板坝高 1 2 3.5 0m ,位居中国已建成的混凝土面板坝第四。坝址地形破碎 ,构造发育 ,工程地质条件复杂 ,河床第四纪砂卵砾石层存在不利于坝体稳定和变形的夹层 ,大坝设计采取了一些独具特色的结构措施 ,较好地适应了特殊的地质条件。本文重点分析了大坝的工程地质条件及相应的工程处理措施。     

新疆特克斯河下游河段断层活动性研究

新疆特克斯河上拟修建的恰普其海电站和山口电站位于断裂构造发育、新活动强烈的天山地区。野外地质研究表明，工程区的5条主要断层在第四纪均有活动。对采自工程区的特克斯河断层和F_1断层上的各种断层岩样品，应用变形岩石显微构造分析法、石英颗粒表面形貌法和热释光测年法进行了综合分析测试，结果表明，早期沿断层部位发生过慢速率的韧性变形作用，后沿韧性变形带发生脆性破裂。断层主活动期在上新世末期到早更新世，断层活动时的差异应力为130MPa,以挤压为主。更新世以后，断层活动强度大大减弱，但仍有明显活动，断层最后一次较强烈活动的下限时代为晚更新世末或全新世初。为确保工程安全，在最后确定场址时应尽可能避开活断层，在工程设计上也应增加一定的安全措施。     

河北平原地区断层系的分形特征分析

断层形成机理的复杂性和时空展布的不规则性,传统的评价方法往往很难取得令人满意的定量化结果,应用分形理论可以对断裂构造系进行定量评价,断层分维是断层数量、规模、组合方式及动力学机制的综合体现,因此分维值的大小可以作为断层构造复杂程度一个定量化指标。运用分形理论,对河北平原区主要断裂构造带进行了定量评价。得出河北平原区NNE向分维值为1.358,纬向断层系分维值为1.183,河北平原区活断层系空间分维值较高,这和研究区地震活动频繁、地质灾害多发一致。最后对河北平原区、渭河盆地和川滇断层系分形值和地震活动性进行了分析对比,发现地震空间分布和分形值的大小有对应关系,且渭河盆地、川滇的分形值大于河北平原地区,河北平原所发生的地震多沿NNE向呈带状分布。     

长江三峡库首区某些断层新活动年龄数据应用的制约

近一、二十年来, 为了研究三峡大坝库首区周围断层活动对大坝稳定性的影响, 采用TL、ESR、FT、14C和U系等测年法测了大量断层活动年龄数据。这些年龄数据范围很宽, 瞠目结舌, 无可措手。本文从1, 各测年法的适用时间段；2, 样品‘回零’条件；3, 断层活动年龄含义；4, 年龄分散性的影响；5, 测年的干扰因素；6, 地质背景对测年结果的判定等六个方面进行探讨, 以期选取更适合于地质背景的年龄数据, 较准确地评价大坝的安全和稳定性。     

山西地堑系一类特殊的剪切-挤压型地裂缝

阐述了山西地堑系的构造背景及现今应力场状态,对该地区发育的地裂缝特点进行了概括性描述。根据实际调查,在该地区发现了一类特殊的剪切-挤压型地裂缝——万荣县城关变电所地裂缝,该地裂缝地貌上位于山西地堑系峨嵋台地,发育特征表现为强烈的剪切、挤压变形,地面、墙体拱曲、翘起,并出现明显的水平位错现象。与该区发育的其他地裂缝有明显的不同。根据地裂缝发育的特征,并结合区域构造应力场分析,讨论了该地裂缝的力学成因机制。     

阿尔金断裂东段断层滑动方式的研究

采用宏观、微观相结合的方法 ,对阿尔金断裂东段断层滑动方式进行研究 ,结果表明 :(1)阿尔金断裂东段由多条羽列状次级断层所组成 ,相邻两次级断层间的夹角 :A段 <15°,B段 <12°,C段 <5°;(2 )断层物质具明显的组构现象 ,眼球状流动构造 ,较小的剪切破裂角等是阿尔金断裂东段断层蠕动的结果 ;(3)断层泥石英碎砾 SEM特征显示阿尔金断裂东段 Q3以来主要是蠕滑 ,但不同区段稍有不同。综上所述 ,阿尔金断裂东段断层活动主要是蠕滑 ,愈向东其蠕滑程度愈高。     

九甸峡工程区断层测年结果研究与讨论

断层的年代测定是研究断层活动性的重要内容之一。然而, 一个工程同一条断层会出现不同的测年结果, 从而引起争议和难予决断。近年来我们通过几个大型工程区域稳定性研究, 对此获得了一些认识。本文以洮河九甸峡地区几条主干断层为研究对象, 采用同位素年龄测定与野外地质调查和显微构造分析相结合的方法, 对断层测年问题作一分析和讨论, 也许对岩土工程断层活动性研究有一定参考价值。     

马尔康巴拉水电站近场区主要断裂活动性及对工程的影响

马尔康巴拉电站近场区内断层的活动性对工程的设计和坝址的选择极为重要。根据野外调查、ESR测年、断层泥石英形貌、地震活动性等综合分析,认为近场区除松岗断裂以外的其他断层在地表浅部晚更新世以来不具活动性,对工程建设基本不产生影响。松岗断裂中段深部小震频繁,地表未见活动证据,南段错断Ⅱ级阶地,因此中南段属于晚更新世活动断层,北段晚更新世以来不具活动性; 日部断裂与松岗断裂中段一样属于深部黏滑浅部闭锁型断层,这种断层可能会在未来地震中产生较大的地表变形,工程建设应避开此类断裂。活动的松岗断裂中南段的潜在地震危险性评估表明,其可能诱发的地震震级约Ms=6.95。拟选的上坝址由于距松岗断裂的安全距离不够,岩石物理条件较差,下坝址的利用落差较小等综合因素考虑,建议选择中坝址更为合理。     

金沙江龙蟠断陷谷地与河床覆盖层的成因初探

通过河床钻孔并结合野外踏勘,确定了隐伏的龙蟠断裂在宽谷的切错位置,指出古龙蟠谷地是在上新世末早更新世初由龙蟠断裂发生逆断走滑和白汉场断裂的正断左旋并伴随断块的垂直升降活动而形成。河床覆盖层由现代金沙江冲积层和下伏的一套古湖相堆积物组成,其中古湖相堆积具有明显的分层性,由底往上可划分为冰缘冻融泥流堆积物、含泥质的灰绿色细砂和黄褐色粉土层、崩坡积和冲洪积加积物、灰绿色淤泥质碎石土层,结合区域性地质环境演化背景,认为它们是受中更新世时期本区间歇性山体抬升和冰川活动等新构造运动影响的不同沉积环境下的产物,从而清晰地揭示了河床深厚覆盖层的成因,为认识金沙江宽谷河段发育史提供了极其重要的信息。     

FEM ANALYSIS FOR INFLUENCES OF A FAULT ON COUPLED T-H-M-M PROCESS IN DUAL-POROSITY ROCK MASS

For the case in which a large geological structure like fault existing within the surrounding rock mass in the near field of a repository for high-level radioactive nuclear waste, one kind of coupled thermo-hydro-mechanical-migratory model of dual-porosity medium for saturatedunsaturated ubiquitous-joint rock mass was established. In the present model, the seepage field and the concentration field are double, but the stress field and the temperature field are single, and the influences of sets, spaces, angles, continuity ratios, stiffness of fractures on the constitutive relationship of the medium can be considered. At the same time, a two-dimensional program of finite element method was developed. Taking a hypothetical nuclear waste repository located at a rock mass being unsaturated dual-porosity medium as a calculation example, the FEM analysis for thermo-hydro-mechanical-migratory coupling were carried out under the condition of radioactive nuclide leaking for the cases with and without a fault, and the temperatures, pore pressures, flow velocities, nuclide concentrations and principal stresses in the rock mass were investigated. The results show that the fracture water in the fault flows is basically along the fault direction, and its flow velocity is almost three orders of magnitude higher than that of fracture water in rock mass; the nuclide concentration in the fault is also much higher than that without fault, and the nuclides move along the fault faster; moreover, the fault has obvious influences on the pore pressures and the principal stresses in the rock mass.     

黄土构造节理研究及其应用

作者发现大量不同力学性质的黄土构造节理后，识别了它们的区域性、系统性特征；认定其两组扭裂面代表新构造应力场最大剪切应力方向，利用黄土构造节理系及由其控制的土层沟槽网络恢复了相应地区Q3-4构造应力场；提出构造节理是黄土区地下水运移的主要通道和赋存的场所；发现构造节理是黄土区地裂缝、滑坡、崩塌和水土流失等地质灾害的构造基础之一，证实构造节理是黄土地层的软弱面，风化和继之而来的应力侵蚀就由此开始，进而逐步塑造黄土碟、穴、井、桥、柱、墙、沟等潜蚀地貌和部分侵蚀地貌。研究黄土构造节理对恢复新构造应力场、帮助预测地裂乃至地震活动、控制水土流失和滑塌灾害、进行工程乃至区域稳定性评价、重新认识黄土潜蚀地貌发育规律、指导干旱半干旱黄土区找水，既有理论意义又有实际意义。     

Multi-Scale Stereo-Photogrammetry System for Fractographic Analysis Using Scanning Electron Microscopy

Current systems for photogrammetry analysis rely mainly on two-dimensional visualization methods, particularly Scanning Electron Microscopy (SEM). The absence of three-dimensional information prevents the determination of important quantitative features such as local roughness and precludes a deeper comprehension of the failure mechanisms. This paper describes a new multi-scale stereo-photogrammetry system for inspection of fracture surfaces based on SEM images. The system facilitates the reconstruction of complete 3D fracture surfaces and provides interactive visualization of the multi-scale structure, thus offering better insight into fracture surfaces at different levels of detail. In particular, a new method has been developed for geometric reconstruction of a 3D textured mesh from SEM stereo images. The mesh is represented as a 3D geometric multi-resolution structure. The sampled images are represented in the form of a multi-scale hierarchical textured structure. Thus, the global shape of the sample is represented by a 3D mesh, while its micro details are represented by textured data. This multi-scale and hierarchical structure allows interactive multi-scale navigation of the 3D textured mesh. The Regions of Interest (ROI) can actually be inspected interactively at different scales by means of optical or digital zooming. Thus, the digital model can be visualized and the behavior of the 3D material can be analyzed interactively. The contributions of this research include: (a) a new 3D multi-scale reconstruction method for SEM stereo images; (b) a new visualization module for multi-scale inspection, modeling and analysis of micro-structures for a variety of materials; and (c) 3D insight into and better understanding of fracture phenomena for material micro-structures. The feasibility of the proposed method is demonstrated on samples of different materials, and a performance analysis is applied on the resulting multi-scale model. The roughness calculation was verified against roughness calculation applied to the optical profilometer.     

A variational approach to analyze a natural fault with hydraulic fracture based on the strain energy density criterion

A simplified analytical model of the interaction between a hydraulic fracture and an existing natural fault is developed. The mechanical activation of the natural fault as a result of contact with a pressurized fracture is described for plane strain conditions and quasi-static fracture propagation approximation. Using a variational approach, the normal and shear stresses, as well as the boundaries of the open and sliding zones along the fault, are predicted for three stages of the fracturing process (fracture approaching, coalescence, and fluid penetration). An accumulated concentration of shear stress at the tip of the fault’s sliding zone is shown to create sufficient tensile stress to initiate a new tensile crack on the opposite side of the fault, provided either the differential in situ stress is low or the friction coefficient is sufficiently large. The results of direct numerical simulation of the fracture interaction fit the model predictions made from the strain energy density fracture criterion.     

电阻率成像在堤坝勘察中的应用

利用日本OYO公司MCOHM - 2 1型浅层地电仪 ,采用 pole pole方式高密度电阻率探测系统 ,对山东跋山、大冶、会宝岭等几个存在病险需要加固的大中型水库大坝进行了电阻率CT探测。坝体内的断层、破碎、薄弱结构以及人工埋设的暗排水洞在CT断面上反映的非常清晰     

新疆开都河大山口水电站场区基岩中断层活动研究

新疆开都河大山口水电站位于南天山现代地壳构造运动仍十分活跃的地区，野外地质研究表明，通过工程区的洪水沟大断层新活动延续到晚更新世末期；工程区的小断层F9最后活动在晚更新世以前。通过对采自这两条断层的断层物质样品的变形显微构造、石英颗粒形貌和类型、TL年龄的分析测定，揭示出洪水沟大断层在工程区段的主活动期为上新世晚期至早更新世，中更新世以后己无明显活动；F9断层最后一次较强烈活动的上限时间为距今9万年左右。结果表明，电站坝区是地壳活动相对较稳定的、较好的场点。