高寒山区深切河谷碎裂松动岩体成因机制分析
Genetic Mechanism of Cataclastic Loose Rock Mass in the Alpine Mountain Regions and Deep Valley
- 防灾减灾工程学报 2020年40卷第5期 页码：706-713
- 作者机构：
成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059
- 作者简介：
姚青（1994-），女，硕士研究生。Email:852268132@qq.com
郑达（1977-），男，教授，博士。主要从事地质灾害防治及高边坡稳定方面的研究。Email：zhengda@cdut.cn
- 基金信息：国家自然科学基金项目(41772317);中国华能集团科技项目(HNKJ16-H15)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.004
中图分类号： TU457收稿：2018-07-07，
修回：2018-10-09，
纸质出版：2020-10-15
- 稿件说明：
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姚青,郑达,王宇等.高寒山区深切河谷碎裂松动岩体成因机制分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(05):706-713.
YAO Qing,ZHENG Da,WANG Yu,et al.Genetic Mechanism of Cataclastic Loose Rock Mass in the Alpine Mountain Regions and Deep Valley[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(05):706-713.
姚青,郑达,王宇等.高寒山区深切河谷碎裂松动岩体成因机制分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(05):706-713. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.004.
YAO Qing,ZHENG Da,WANG Yu,et al.Genetic Mechanism of Cataclastic Loose Rock Mass in the Alpine Mountain Regions and Deep Valley[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(05):706-713. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.004.
摘要
以澜沧江某水电站坝址区碎裂松动岩体为研究对象，通过对岩质边坡现场调查，并运用ANSYS有限元软件模拟河谷演化和冻融循环过程，综合分析碎裂松动岩体的成因。调查结果表明，碎裂松动岩体的形成与区域赋存的地应力场、地层岩性、河谷演化及高原冻融风化有关。数值模拟揭示了河谷演化过程中边坡岩体持续经历主应力降低、剪应力增大的状态，应力释放而驱动边坡岩体结构面破裂，形成大量的卸荷拉张裂隙，初现“松动”特征；在大温差冻融循环作用下，原本存在裂隙面的岩体不断扩展延伸直至发生疲劳性损伤裂化。由此，总结了碎裂松动岩体的成因机制，该成果对高寒山区深切河谷碎裂松动岩体的形成机制提供依据。
Abstract
The object of the study is the cataclastic loose rock mass in the dam site of a hydropower station in Lancang River. Through site investigation of the rock slope， and by using ANSYS finite element software to simulate the valley evolution and freeze-thaw cycles， the causes of cataclastic rock mass is analyzed comprehensively. The results of the survey show that the formation of cataclastic loose rock mass is related to the in-situ stress field， stratum lithology， valley evolution and plateau frozen-thawed weathering. Numerical simulations reveal that the slope rock mass has experienced a decrease in principal stress and an increase in shear stress during the evolution of the valley. Stress releases lead to structure plane rupture of the slope rock mass， forming a great amount of unloading tensile cracks， showing the start of “loosening”. Under the effect of the severe temperature difference in freeze-thaw cycles， the rock mass with fissured surface continues to expand and extend until the occurrence of fatigue damage cracking， and evolves into the cataclastic shapes apparently. Thus， the genetic mechanism of cataclastic rock mass is summarized， which will provide the basis for the formation mechanism of cataclastic rock mass in the Alpine mountain regions and deep valley.
关键词
Keywords
references
谌文武 ， 梁收运 ， 刘 高 ， 等 . 松动岩体的工程特性研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2000 ， 19 （ 6 ）： 751 - 755 .
Chen W W ， Liang Sh Y ， Liu G ， et al . Study on engineer characteristics of the dynamo-relaxed rock mass ［J］. Chinese Journal of Solid Mechanics ， 2000 ， 19 （ 6 ）： 751 - 755 . （in Chinese）
Wang C ， Tannant D D ， Lilly P A . Numerical analysis of the stability of heavily jointed rock slopes using PFC2D ［J］. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences ， 2003 ， 40 （ 3 ）： 415 - 424 .
田小甫 ， 孙进忠 ， 江 进 ， 等 . 太原晋阳山西大佛松动岩体边坡地震稳定性研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2007 ， 26 （ 1 ）： 3 432 - 3 437 .
Tian X F ， Sun J Zh ， Jiang J ， et al . Seismic stability of loosened rock slope of grand Buddha rock mass in west Jinyang mountain in Taiyuan ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2007 ， 26 （ 1 ）： 3 432 - 3 437 . （in Chinese）
周洪福 ， 韦玉婷 ， 聂德新 . 对碎裂结构岩体似连续介质特征的一点研究 ［J］. 工程地质学报 ， 2008 ， 16 （ 1 ）： 17 - 21 .
Zhou H F ， Wei Y T ， Nie D X . Some likely continuous medium features of cataclastic rock mass ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2008 ， 16 （ 1 ）： 17 - 21 . （in Chinese）
朱志刚 ， 魏云杰 ， 陶连金 ， 等 . 北京燕家台碎裂岩体的成因机理及其工程地质意义 ［J］. 工程地质学报 ， 2010 ， 18 （ 增 ）： 71 - 75 .
Zhu Zh G ， Wei Y J ， Tao L J ， et al . Formation mechanism of Yanjiatai cracked rock mass and engineering geological significance in Beijing ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2010 ， 18 （ Sup） ： 71 - 75 . （in Chinese）
杨姗姗 ， 王孔伟 ， 王乐华 ， 等 . 牙根水电站坝区松动岩体成因机理分析 ［J］. 水电能源科学 ， 2010 ， 28 （ 2 ）： 61 - 64 .
Yang Sh Sh ， Wang K W ， Wang L H ， et al . Cause mechanism analysis of dynamo relaxed rock mass in Yagen hydropower station ［J］. Water Resources and Power ， 2010 ， 28 （ 2 ）： 61 - 64 . （in Chinese）
赵伟华 ， 黄润秋 ， 赵建军 ， 等 . 强震条件下碎裂岩体崩塌机理及崩塌后壁对堆积体稳定性影响研究 ［J］. 工程地质学报 ， 2011 ， 19 （ 2 ）： 205 - 213 .
Zhao W H ， Huang R Q ， Zhao J J ， et al . Rockfall mech anism of cataclastic rock mass and influence of back wall up on the stability of accumulation under strong earthquake ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2011 ， 19 （ 2 ）： 205 - 213 . （in Chinese）
裴向军 ， 黄润秋 ， 崔圣华 ， 等 . 大光包滑坡岩体碎裂特征及其工程地质意义 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2015 ， 34 （ 1 ）： 3 106 - 3 115 .
Pei X J ， Huang R Q ， Cui Sh H ， et al . The rock mass cataclastic characteristic of Daguangbao landslide and its engineering geological significance ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2015 ， 34 （ 1 ）： 3 106 - 3 115 . （in Chinese）
工程岩体分级标准： GB/T 50218—2014 ［S］. 北京 ： 中国计划出版社 ， 2014 .
Standard for engineering classification of rock masses： GB/T 50218—2014 ［S］. Beijing ： China Planning Press ， 2014 . （in Chinese）
朱焕春 ， 陶振宇 ， 黄德凡 . 河谷走向与河谷地应力分布 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 1995 ， 14 （ 1 ）： 17 - 24 .
Zhu H Ch ， Tao Zh Y ， Huang D F . Influence of the trend on rock stress in valley ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 1995 ， 14 （ 1 ）： 17 - 24 . （in Chinese）
沈军辉 ， 王兰生 ， 王青海 ， 等 . 卸荷岩体的变形破裂特征 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2003 ， 22 （ 12 ）： 2 028 - 2 031 .
Shen J H ， Wang L Sh ， Wang Q H ， et al . Deformation and fracture features of unloading rock mass ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2003 ， 22 （ 12 ）： 2 028 - 2 031 . （in Chinese）
黄润秋 ， 黄 达 . 卸荷条件下花岗岩力学特性试验研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2008 ， 27 （ 11 ）： 2 206 - 2 213 .
Huang R Q ， Huang D . Experimental research on mechanical properties of granites under unloading condition ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2008 ， 27 （ 11 ）： 2 206 - 2 213 . （in Chinese）
黄润秋 . 岩石高边坡稳定性工程地质分析 ［M］. 北京 ： 科学出版社 ， 2012 .
Huang R Q . Engineering geological analysis of rock high slope stability ［M］. Beijing ： Science Press ， 2012 . （in Chinese）
乔国文 ， 王云生 ， 储 飞 ， 等 . 冻融风化边坡岩体破坏机理研究 ［J］. 工程地质学报 ， 2015 ， 23 （ 3 ）： 469 - 476 .
Qiao G W ， Wang Y Sh ， Chu F ， et al . Failure mechanism of slope rock mass due to freeze-thaw weathering ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2015 ， 23 （ 3 ）： 469 - 476 . （in Chinese）
张玉军 . 模拟冻-融过程的热-水-应力耦合模型及数值分析 ［J］. 固体力学学报 ， 2009 ， 30 （ 4 ）： 409 - 415 .
Zhang Y J . Coupled thermo-hydro-mechanical model and numerical analysis for simulation of freezing-thawing process ［J］. Chinese Journal of Solid Mechanics ， 2009 ， 30 （ 4 ）： 409 - 415 . （in Chinese）
刘泉声 ， 康永水 ， 刘 滨 ， 等 . 裂隙岩体水-冰相变及低温温度场-渗流场-应力场耦合研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2011 ， 30 （ 11 ）： 2 181 - 2 188 .
Liu Q Sh ， Kang Y Sh ， Liu B ， et al . Water-ice phase transition and thermo-hydro-mechanical coupling at low temperature in fractured rock ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2011 ， 30 （ 11 ）： 2 181 - 2 188 . （in Chinese）
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