黄岛某原油地下库洞室围岩稳定性评价毕业论文(编辑修改稿)

黄岛某原油地下库洞室围岩稳定性评价毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

6。 ，具有小规模右行位移，地表围岩破碎轻，破碎岩不发育，主要表现为宽约数厘米至数十厘米的裂隙，仅在陡坡裸露可见。 ZK001 钻孔在 ~ 深度揭露为破碎带，推测倾角为 50176。 ； ZK002 钻孔在 ~ 深度揭露为破 碎带，推测倾角为 52176。 综合考虑，破碎带的宽度不超过 1m，断层影响带宽度不超过 10m。 F2 位于大顶子北东，北东走向，倾向南东，倾角 68176。 ，断层北端发育一条平行于断层方向的闪长岩脉。 ZK002 钻孔在 ~ 深度揭露为破碎带，推测断层影响带宽度不超过 10m。 F3 呈北东走向斜穿洞库区，倾向南东，倾角 53~70176。 呈冲沟负地形，在南北两端冲沟中均有露头，山脊鞍部位置有闪长岩脉出露，地表破碎带宽度 ~，具右行压扭性质。 ZK007 钻孔在 211~ 深度揭露为夹泥破碎带，推测 倾角为 176。 ； ZK006 钻孔在~ 深度揭露为破碎带，推测倾角为 62176。 ； ZKk004 钻孔在 ~304m 深度揭露为破碎带，推测倾角为 70176。 综合考虑，破碎带的宽度不超过 ，断层影响带宽度图 21 洞库场地区域构造示意图 中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 7 不超过 25m。 F4 位于灵雀山北西侧之北西向冲沟中，发育小型破碎带，宽约 ，岩石破碎强烈，但尚未形成构造角砾岩，可见延伸 1km。 该断层前期为压扭性，现今为张扭性，沿断层走向有岩脉侵入，断层南端为晚元古界花岗片麻岩与早白垩系二长花岗岩分界线，山脊北侧倾向北东，倾角 72176。 ，山脊南侧近 直立。 该断层未见钻孔揭露，对本工程影响不大。 F7 位于大顶子南侧，根据次级节理与主断面的夹角及局部拖拽现象分析，其力学性质为右旋走滑，该断层地貌特征不明显。 未钻孔揭露，推测受断层影响围岩质量变差的宽度不超过 10m。 F8 属破碎带，位于 F3 断层南侧，地表表现为冲沟负地形，无完好露头，钻孔 zk012在 以下揭露为破碎带，垂向厚度超过 7m，推测倾向北东东，倾角 80176。 ，破碎带水平宽度约 ，受其影响围岩质量变差的宽度不超过 10m。 F9 属破碎带，位于大顶子北西侧，地表有宽 60~100m 的破碎带出露。 钻孔 ZK001在 330m以下出现厚约 70m 的夹泥破碎带，推测倾向 南 东，倾角 52176。 ，破碎带向西南延伸逐渐变窄，至洞库西侧地表破碎迹象已不明显。 该破碎带对洞库西北角洞室及施工巷道影响较大。 节理 （ 1）节理成因 根据地表节理调查分析，库址区节理成因主要有三种类型。 A、构造成因：此类节理是伴随区域内几条主要断层的形成而同时产生的。 主要是与断层伴生的剪切结构面，往往发育有两组，其中一组与断层产状相同和近于一致，另一组与断层面斜交，两组结构面在剖面上成大角度相交，并形成“ X”型。 B、物质分异成因：此 类结构面是由于变质岩成岩过程中物质分异作用形成的物质分异面，在后期造山运动中，由于应力的释放形成的节理，此类结构面产状一般与地形的坡度一致，随地形的变化而变化。 C、岩脉侵入成因：此类结构面是由于后期岩浆沿已有的结构面侵入而在周围岩体中形成的。 岩浆的侵入和冷凝，使周围岩体进一步破坏，从而形成大量结构面。 该类结构面主要分布在岩脉与花岗片麻岩接触的花岗片麻岩岩体中，其产状变化较大，密度较大。 （ 2）节理水平方向分布特征及结构面分区 中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 8 图 22 黄岛油库库址区结构面分区图 根据区域断层和结构面等的调查，发现该 区结构面在平面上存在如下的分布特征：该区主要发育五组结构面：①产状为 60~75176。 ∠ 70~80176。 ；②产状为 83~88176。 ∠ 75~82176。 ；③产状为 112176。 ∠ 56176。 ；④产状为 136~143176。 ∠ 74~85176。 和⑤缓倾角结构面（该组结构面为物质分异形成，规模较大，延伸长度 20~30m，产状一般与地形一致，由于地表卸荷作用，该组结构面隙宽在 ~1cm，露头间距为 3~6m。 ）。 依据断层分布和结构面成因，依据区内相似，区间相异的原则，可将洞库区划分为五个区，见图。 从图中可以发现， V 区主要为 NW330~345176。 ，北东方向较少； I 区主要为 NW345176。 ； II 区为过渡区，近南北方向结构面较多，并出现优势方向 NE45176。 结构面，由于受 F3 和 F8 断层的影响，该区亦出现较多 NW300176。 结构面； III 区主要为近南北方向和NE45176。 结构面； IV 区主要为 NE45~60176。 、 NE30176。 和近南北方向结构面。 总体趋势为：自正中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 9 北逆时针旋转，结构面走向存在自 NW（ NW330~345176。 ）逐渐向 NE（ NE45~60176。 ）变化趋势。 （ 3）节理纵深方向发育特征 在地表结构面分区的基础上，对各区内钻孔摄像和岩芯的节理数据进行统计分析，研究节理在纵深 方向上发育特征。 Ⅳ和Ⅴ区在洞库之外，对洞库影响不大，在此不做深入的统计分析。 Ⅰ、 II、 III 区节理线密度都随高程降低而减小，均出现密集区和稀疏区间隔发育的特点（见图 2 2 25）。 依据节理发育的密集程度可以将 I 区分为三个区段：高程 130~30m 段节理发育，平均线密度为 条 /m； 30~20m 段节理较发育，平均线密度为 条 /m； 20~76m 段节理微发育，平均线密度为 条 /m。 II 区分为三个区段：高程 150~70m 段节理发育，平均线密度为 条 /m；高程 70~10m段节理较 发育，平均线密度为 条 /m；高程 10~60m 段节理较发育 ~微发育，平均线密度为 条 /m，其中 20~30m 和 40~50m 段较发育，线密度为 /m 和 条 /m。 100500501001500 1 2线密度（条/ m ）黄海高程（m ） 10050050100150200 线密度（条/m）黄海高程（m） 图 23 Ⅰ区节理线密度纵深方向变化曲线 图 24 Ⅱ区节理线密度纵深方向变化曲线 III 区可分为四个区段： 250~190m 段节理发育，平均线密度为 条 /m； 190~0m 段节理微发育，平均线密度为 条 /m，局部发育，线密度达 条 /m，； 0~30m 段节理发育，平均线密度为 条 /m； 30~60m 段节理微发育，平均线密度为 条 /m（图）。 中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 10 100500501001502002503000 1 2 线密度（条/m）黄海高程（m） 图 25 Ⅲ区节理竖直方向线密度纵深方向变化曲线 地层岩性 根据地质时代、成因岩性及工程性质的不同，库址区内的地层岩性可分为 4 大类：第四系残坡积、洪积层（ Q4el+dl+pl），早白垩世二长花岗岩 (K1ηγ) ，晚元古界花岗片麻岩(Pt3gg)，及早白垩世中煌斑岩脉、闪长岩脉 (K1χ 、 δ)。 为了确定洞库区各种岩石的矿物成分、微观结构及准确定名，对岩芯样及地表岩块样进行了岩矿鉴定。 各类地层特征及分布情况分述如下 ： 第四系残坡积、洪积层（ Q4el+dl+pl）：残坡积层主要分布在山坡及竖井口附近的坡脚处，山坡处厚度较小，一般不超过 ，多为黄褐 ~红褐色砾质粘性土或砂质粘性土，硬塑 ~坚硬状态；坡脚处厚度较大，一般厚度为 ~，多为褐黄 ~褐红色砂质粘性土或砾质粘性土，含碎块石，硬塑 ~坚硬状态。 洪积层主要分布在冲沟内，多为含粘性土碎块石，松散 ~稍密，厚度一般为 ~。 早白垩世二长花岗岩 (K1ηγ) ：浅肉红色 ~灰白色，主要矿物为：斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母等，中细粒花岗结构，块状构造， 岩体较完整 ~完整，强度高，属坚硬岩。 该类岩体主要分在库址区东侧 F4 断层南端， zk016 钻孔也有揭露。 晚元古界花岗片麻岩 (Pt3gg)：浅肉红色 ~浅青灰色，主要矿物为：钾长石、斜长石、石英、角闪石、黑云母等，细粒花岗片麻结构，块状构造，岩体较破碎 ~较完整 ，片麻理大部分倾向 SW 方向，局部地段倾向 S，倾角一般为 30~60176。 该岩体占洞库岩体 80%以上，主要为南华系小河西及苏家沟残斑状细粒花岗片麻岩，洞库的西南及西北部分布有青白口中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 11 系庙山细纹状细粒花岗片麻岩，二者工程性质差异不大，均属坚硬岩。 从接触关系上看，南华系 的残斑状细粒花岗片麻岩为后期侵入岩体，青白口系的庙山细纹状细粒花岗片麻岩多为熔融残留岩体，至主洞室深度基本上变为南华系的残斑状细粒花岗片麻岩。 局部岩体绿泥石化严重，裂隙面呈灰绿色，岩块强度明显降低。 早白垩世中煌斑岩、闪长岩 (K1χ 、 δ) ：灰绿 ~深灰色，细晶 ~隐晶结构，块状构造，强度稍低于与其接触的花岗片麻岩，地表多呈条带（脉）状产出，局部呈小岩珠产出， ZK00ZK00 ZK00 ZK006 、 ZK00 ZK012 钻孔揭露厚度较大，因此，可判定该 6 个钻孔所在区域为岩脉密集区。 该类岩体的显著特点是 ：抗风化能力差，与空气、水接触后（加上卸荷作用），强度降低较快，局部岩体甚至出现强度完全丧失的崩解现象，下图为 ZK014 钻孔的岩脉崩解照片；因岩脉属后期侵入的新岩体，受应力影响，与之接触的花岗片麻岩岩体也往往较破碎。 图 26 岩脉崩解照片 第四节 地应力 本次勘察，在 ZK00 ZK006 及 ZK008 三个钻孔进行了地应力测试，详见地应力测试报告。 根据地应力测试报告，洞库建设场地的地应力评价结果如下： 中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 12 （ 1）最大主应力为 13~16 MPa，最小水平主应力 6~9 MPa，垂直应力为 3~10MPa。 三向主 应力之间的关系表现为 SH Sh Sv，最大主应力为水平主应力。 （ 2）最大主应力方向为 NWW 向，优势方向为 N73W。 （ 3）最大地应力方向随深度增加具向西偏转趋势，最大地应力数值随深度增加具线性增大特征。 （ 4）水压致裂测试过程中获得钻孔孔壁岩石的原地抗拉强度一般为 4~9 MPa。 第五节 岩石物理力学性质 对洞库区岩体采取岩芯样进行物理力学性质指标试验，试验成果见岩土物理力学试验成果表。 根据岩石试验成果，按岩性并考虑对洞库的影响程度，对岩块的物理力学性质指标进行分类统计，统计结果见表。 主 洞罐洞顶标高为 30m，标高 +20m 以上的岩体对洞罐影响已较小，因此，以标高 +20m 为界，将不同深度的花岗片麻岩试样进行分别统计。 表 中的块体密度、软化系数、弹性模量及泊松比指标为平均值，单轴饱和抗压强度、抗剪强度指标及抗拉强度指标为标准值。 表 21 岩块物理力学性质指标统计值 类别 块体密度（ g/cm3） 单轴饱和抗压强度(MPa) 软化系数 弹性模量 (GPa) 泊松比 抗剪强度指标 抗拉强度 (MPa) 粘聚力（ MPa） 内摩擦角 (176。 ) +20m 以上花岗片麻岩 +20m 以下花岗片麻岩 严重绿泥石化花岗片麻岩 岩脉 第六节 不良地质 库址区地形陡峻，基岩裸露，经调查在库址山脊两侧的陡崖处存在崩塌及小规模岩体滑坡现象，但因洞库埋深较 大，可不考虑其对洞库工程的不良影响。 另外，部分竖井口临近冲沟边缘，应采取适当措施防止洪水冲刷措施。 中国地质大学（武汉）本科生毕业论文 13 第三章 稳定性评价 第一节 整体稳定性 对于整体状或块状岩体，可视为均质的连续介质，其围岩稳定性分析，初研究局部不稳定影响外，应着重于围岩整体稳定性的力学计算。 计算方法是根据围岩重分布应力计算或实测结果，求出围岩中的最大拉应力或压应力，将其与岩体。