以現場實測地應力資料為依據,結合震源機制解方法,對某水電站右岸實測地應力場進行了分析,擬合了地應力場的數學表達式,并推演研究了工程區域地應力場的分布特征,結果表明:某水電站工程區域位于高山峽谷地帶,經歷了多次構造運動,地應力場主要受區域構造運動的影響,這種影響對水平方向的構造應力尤為劇烈;工程區域地應力場總體表現為豎直應力略小于自重應力,最大水平主應力以構造應力為主,其值約為20mpa。

通過反復、不斷深入的地面地質調繪,結合區域構造背景分析及物探、鉆探揭示信息的綜合分析,研究了大相嶺隧道區域構造特征、近隧址區構造特征以及隧址區主體構造特征,根據構造損傷程度將隧址區劃分為強構造損傷區、次強構造損傷區以及弱構造損傷區,并進行了結構面分級研究,研究分析了各構造損傷區巖體結構特征,為隧道圍巖級別劃分、圍巖穩定性分析及其它地質評價奠定了基礎。

用西南地區三個有代表性的工程實例分析了巖溶地質災害的構造成因、類型以及性質、規模和空間展布,為治理巖溶地質災害提供定性的理論依據,也為定量探測打下基礎。

錦凌水庫位于遼寧省錦州市境內的小凌河下游,庫區地層以義縣組火山巖為主,工作區內沒有深大斷裂通過,庫區內共確認斷層44條,延伸長度長達10～40km的斷層計13條。其中9條與庫區關系較大的斷層都有實測點控制;7條斷層的確認參考了邱皮溝煤礦、錦凌煤礦地質資料;總計33條斷層有實測地質點控制。大馬口子一帶,出現一個較小規模的小馬口子—王胡臺向斜和沙河堡背斜。測區內節理可分為6組,其產狀與區域應力場吻合。庫區的地質構造條件對建庫較有利。

地應力場是一個受多種因素相互作用與影響的復雜系統.這個系統包含相互聯系的不同組成部分,如自重,構造運動作用,地形、地勢等地貌情況,斷層、裂隙等地質構造,地質力學參數等.地應力作為引起變形和破壞的基本作用力,不僅是引起巖體變形和破壞的力源之一,也是影響巖體力學行為的主要控制因素,是進行巖體工程問題分析、設計計算和穩定性預測評價的初始條件之一,因而在高地應力地區進行初始地應力場的特征分析是非常必要的.盡管可以通過現場實測地應力來直接準確地為地應力場提供數據,但由于現場實測地應力的測試費用昂貴、測試所需時間長和現場試驗條件艱苦等原因,不可能進行大量的測量,因而利用有限的數據和科學的方法對研究區進行地應力場的反演分析十分重要,為實際工程活動提供可靠依據.

本文根據盆地區域地層分布特征,以及地質構造特征,分析盆地形成時代,研究盆地構造演化歷史,總結認為雷鳴盆地的形成受構造、古地理作用控制,發育不同時期的沉積建造,變質建造和構造相,具有多旋回的地質演化發展特征。

從目前地質測量的具體應用來看,地質測量是對地質構造特征深入了解的重要手段,是提高地質研究的主要方式。對于安徽巢湖鳳凰山來講,由于其所處位置特殊,地質結構相對復雜,利用現有的地址測量手段積極對該地層進行全面測量分析是十分必要的。通過對安徽巢湖鳳凰山地址構造特征進行分析,能夠達到正確了解鳳凰山地質結構,弄清鳳凰山地質構造特點,更全面的了解鳳凰山的地質發展歷史,對了解安徽巢湖地區的地質結構和礦產資源分布情況具有重要的現實意義。為此,我們應對安徽巢湖鳳凰山的地質構造特征進行深入分析。

基于對南水北調西線一期工程場區現場水壓致裂地應力測試工作,得出如下初步結論:(1)各線路孔中最大水平主應力值最高約為25mpa,最大水平主應力方向均為nne或nee;(2)各壩址孔中最大水平主應力值最高約為17mpa,最大水平主應力方向受局部地形地勢影響變化較大,但大多數孔方向仍為nne或nee;(3)在試驗深度范圍內,線路孔側壓系數隨著鉆孔深度的增加逐漸減小;當測試深度在200m以下時,側壓系數值基本維持在2左右;(4)各測孔側壓系數均大于1,表明工程場區地應力以構造應力為主導;(5)在測試深度范圍內,各測孔的最大、最小水平主應力隨巖層深度的增加均有增大趨勢;(6)回歸分析結果表明線路孔的最大水平主應力值隨深度呈現良好的線性關系;(7)由于隧洞洞室埋深較深,且穿越高應力區,存在中等強度巖爆或流變的可能性。

大巴山及其前緣區位于川東北,在區域構造上位于揚子地臺北緣,其北、西及東南方向分別與秦嶺造山帶、龍門山逆沖帶及華南褶皺系毗鄰,而揚子含油氣地塊的形成和發展均受到這些構造的影響。本文在分析大巴山及其前緣區與揚子地臺、川東北盆地之間的山盆耦合關系的基礎上,根據大巴山及其前緣區1:20萬重力及航磁異常圖,對該區的地質構造提出了新的認識。認為城口斷裂并非本區深大斷裂,而是切割不深、產狀平緩,但推覆距離較大的逆掩大斷層;城口弧形斷裂前緣的局部重力低可能是推覆作用下老地層掩蓋了密度相對較低且厚度較大的新地層所致。文中還采用二代小波多尺度分解對本區的重力異常進行了位場分離,并反演出前寒武褶皺基底面,chk-shp-wf一帶是前寒武基底凹陷的中心區。

內蒙古新建甘泉鐵路龍山隧道以曲線形式穿越烏蘭呼洞背斜和向斜,地質構造復雜,節理裂隙發育,地層巖性多變,風化差異較大。勘察過程中采用衛星圖片、地質調繪、綜合物探和鉆探等多種勘探手段,相互補充,基本查明了隧道工程地質特征,分析了風險因素,為設計提供了地質參數與工程措施建議。施工過程中應避免盲目大意,重視地質條件的復雜多變,加強地質素描和超前地質鉆探等預報工作,及時掌握地質條件的變化情況,合理調整圍巖級別與施工措施,確保隧道安全施工。

在野外地質調查的基礎上，運用自然歷史分析法和統計學對隧址區的地質構造和巖溶發育特征進行了研究。研究表明地質構造對隧址區巖溶發育的影響主要表現為：①推覆構造演化過程中，地層經歷的抬升和穩定使得區內巖溶發育呈現多期性，垂直、水平溶蝕形態交替分布；②區內地質構造通過控制巖溶水的循環通道，從而控制區內巖溶發育的方向和規模；③區內大型巖溶形態發育的向深性和方向性受斷層控制，同時發育規模也由節理裂隙密度決定；④褶皺核部及轉折部位多形成張拉裂隙，巖溶發育強烈，翼部徑流作用有利于巖溶發育。

為了解大伙房水庫輸水隧洞地應力場分布對洞室圍巖穩定性的影響,采用地質力學方法研究了該區構造形跡特征,闡明了地應力場演化特征,首次將應力場演化劃分為4個期次,并結合實測地應力數據建立了工程區地應力場分布模型。結果表明該區是以水平殘余構造應力為主的中應力區,最大水平主應力方向為近ew,與洞軸線夾角為39°~46°,對圍巖穩定性影響較大。

通過對大量實測地應力資料的深入分析和對云南麗江地區、川西北氓江上游地區的現場地質調查，結合系統的數值模擬分析，進行了斷裂構造對地應力場的影響及其工程意義的研究：（１）系統研究了地應力的形成因素和影響因素，闡明了斷裂在地應力場形成中的作用；（２）分別研究了活動斷裂和非活動斷裂對地應力場的影響：（３）研究了云南麗江地區和川西北岷江上游地區的斷裂構造格架、主要斷裂的現今活動性及其對應力場的影響；（４）應用離散元法研究了斷裂引起附近應力場變化的規律及其機理：（５）通過實例研究闡明了斷裂構造對地應力場影響的工程意義．通過上述研究，本文取得了如下進展和新認識：（ⅰ）重力作用和地質構造運動是形成地應力的兩個最基本的因素，地質構造、地形、巖性等則是影響地應力的重要因素，而斷裂構造是造成地殼巖體中應力發生復雜變化的主要因素之一．（２）不論是單一活動斷裂還是復合活動斷裂，均對巖體中的應力場有明顯的影響。活動斷裂附近的主應力方位和量值均不同程度地發生變化，而這種變化主要限于斷裂附近一定距離內。同一條斷裂不同段具有不同的應力狀態，活動斷裂附近的應力是隨時間而變化的，特別是在地震活動區。復合活動斷裂能造成在斷裂復合部位的局部應力集?

采用小孔徑水壓致裂地應力測量裝置在伊泰礦區3個煤礦完成了10個測點的原巖應力測量。實測數據表明:礦區應力場屬于低地應力值區域,構造應力占絕對優勢,最大水平主應力方向以北東方向為主;由于受埋藏深度、地質構造和地形地貌影響,各礦地應力值差別較大,最大水平主應力方向亦有所偏差。基于實測數據,得出最大與最小水平主應力,最大水平主應力和垂直應力的差值普遍較大,導致巖體內剪應力較大;分析了地應力隨埋藏深度的變化規律,并得出水平主應力與埋深之間的關系。

在闡述皮里青礦區地質構造特征的基礎上,重點分析皮里青礦區煤層受構造的影響產生結構和厚度變化,總結得出侏羅系中統西山窯組中段主要含煤層段的地層特征,查明了礦區可采煤層的層數和厚度等.在總結該礦區構造特征和變化規律后,可以預測該礦區煤層厚度和結構變化的規律,有效地組織生產,提高采掘效率.

在系統分析宿縣、臨渙礦區地質構造特征的基礎上,根據不同區域的構造復雜性和差異性,將宿臨礦區劃分了三個構造區:構造強烈區、構造疊加區和構造中常區,詳細闡述了各構造區內煤層瓦斯賦存及煤與瓦斯突出特征,揭示了地質構造對瓦斯災害具有重要的控制作用,研究成果對煤礦瓦斯災害防治有積極的指導意義。

引細入蘭輸水工程主洞線穿越的巖性是太古界混合巖、混合花崗巖、下元古界遼河群浪子山組二云片巖、變粒巖及白云石大理巖,巖性較簡單,但構造較復雜。穿越洞線斷層總計有14條。這些較大的斷層對洞線均有不同程度的切割和破壞作用。對隧洞施工影響較大的是f4和f18兩條斷層。發育六組節理,對工程將產生不利影響。

基于小灣水電站壩址區工程地質地形條件,研究分析了影響工程考察域初始地應力場的基本因素及其空間分布,建立了壩址區三維有限元計算模型和初始地應力場參數空間分布模型;利用大型通用有限元軟件msc.marc和地應力實測資料,借助最小二乘法原理,以回歸精度為目標函數,優化了構造擠壓荷載的模擬和作用組合,實現了初始應力場空間分布模型的參數估計。計算結果表明,改進后的方法較傳統方法回歸精度有了較大提高,能較為合理地模擬小灣壩址區三維初始地應力場。

巖體初始應力場是影響巖體變形與穩定的主要力源,也是巖土工程設計和施工中考慮的主要因素之一,尤其在高地應力地區顯得尤為重要。根據官地水電站廠區的地質條件及地應力實測資料,運用有限元數值分析方法,對壩址區初始應力場進行回歸反演分析,計算結果表明:廠區存在較大的水平向地質構造作用,巖體的地應力由自重和構造應力疊加而成;通過多方案分析論證,實測點的計算應力值與實測值在量值上和方向上均較為接近,表明反演得到的壩址區三維地應力場是合理的,符合近壩區地質構造歷史背景,其成果可供工程采用。

結合某水電站壩區地形地質條件,利用21個測點的實測資料對壩區的地應力場進行三維有限元回歸分析,揭示了該地區域內巖體初始地應力場的基本特征和分布規律,并研究了地質構造和左右岸各類結構面對壩址區初始地應力場的影響.

位于西北地區某市附近的水庫壩址工程在建期間,筆者曾對該區段地應力狀態做過詳細的現場勘察與研究工作。文中系統回顧和總結了當前國內、外對地應力狀態的劃分方法,然后,在研究過程中結合本研究區的實際情況,采用了定量判別與定性劃分兩種方案對該水庫大壩壩址工程區的地應力狀態進行了系統評價與劃分研究。研究結果表明:研究區水庫壩址工程區為低地應力狀態。

初始地應力的方向、量值和分布形式是影響巖石地下工程圍巖應力、變形和破壞模式的重要因素,在工程區域難以開展大量實測工作,且實測結果具有相當的離散性,引入數值分析方法和數學理論對地應力場綜合分析是有效的解決手段之一。結合滇中引水香爐山隧洞穿越龍蟠-喬后斷裂段(楚波–白漢場斷裂南段)工程,針對實測結果中方向結果離散性較大的問題,基于中國現代構造地應力場特征,對麗江地區復合斷裂對區域地應力場影響的理論分析與數值模擬,獲取了地應力場方向的定性認識。基于鉆孔測試成果,通過基于多元線性回歸的三維地應力場反演獲取了地應力場方向與量值的定量認識。獲得的初步結果表明,龍蟠–喬后斷裂f10運動形式以正斷錯動為主；左旋走滑為輔的滑動,受其影響隧洞工程在穿越f10斷裂部位的主應力發生偏轉,偏轉后最大主應力方向近似平行或小夾角相交于f10斷裂走向；反演獲得的香爐山隧洞趨近f10-1、f10-2段最大主應力量值范圍為13~19mpa,中間主應力為11~16mpa,最小主應力為9~13mpa,應力量值較高,并呈現δ_h>δ_z>δ_h(h、h分別為最大、最小水平主應力)的特征；f10斷裂f10-1、f10-2主斷帶成為地應力場的控制性邊界,其間應力量值明顯小于上下兩盤巖體,f10-1、f10-2主斷帶間巖體最大主應力量值范圍在9~10mpa,最小主應力量值范圍在7~10mpa,地應力最大主應力方向與隧洞縱軸線以約60°夾角相交,相交角度較大,對隧洞穩定性影響較大。