本书基于研究团队于2019至2024年间在川藏交通廊道沿线开展的持续性、系统性现场地质调查工作,聚焦廊道穿越的四大核心地质构造分区——喜马拉雅东构造结区、嘉黎断裂带区、横断山脉三江区及川滇菱形地块区。研究选取上述分区内上百个典型工程地质结构点作为关键研究对象,从工程地质力学角度进行了深入、系统的剖析。研究内容涵盖多个相互关联的核心层次:首先,详细厘定了各结构点的岩石组合特征及其形成的区域构造体系背景;其次,通过现场测试与反演分析,揭示了廊道关键地段的初始地应力场分布规律;在此基础上,重点剖析了控制岩体力学行为的关键要素,包括岩体结构面(如节理、断层、层理)的几何学、运动学特征及其力学属性(强度、变形特性),进而划分并阐述了不同岩体结构类型(如块状、层状、碎裂、散体)的工程地质特性及其变形破坏模式。
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(1) 1991-09 至 1995-07, 山东科技大学, 工程地质, 学士
(2) 1995-09 至 1998-07, 山东科技大学, 煤及油气地质与勘探, 硕士
(3) 1998-09 至 2001-07, 中国科学院地质与地球物理研究所, 地质工程, 博士(1) 2017-03 至 今, 长安大学, 地质工程与测绘学院, 教授
(2) 2017-02 至 今, 中国科学院地理科学与资源研究所, 资源与环境信息系统国家重点实验室, 研究员
(3) 2006-05 至 2009-04, 加拿大阿尔伯塔大学, 地面灾害风险分析中心, 无
(4) 2004-05 至 2006-04, 加拿大阿尔伯塔大学, 土木与环境工程系, 无
(5) 2004-02 至 2004-04, 香港大学, 土木与环境工程系, 无
(6) 2003-08 至 2004-01, 中国科学院地理科学与资源研究所, 资源与环境信息系统国家重点实验室, 副研究员国际工程地质与环境学会C37专委会主席,国际工程地质与环境学会C37专委会主席
目录
前言
第1章 工程地质力学分析原理 1
1.1 概述 1
1.2 工程地质力学分析简明原理 2
1.2.1 工程地质力学分析发展简史 2
1.2.2 工程地质力学的基本原理 3
1.2.3 岩石组合的工程地质力学分析 4
1.2.4 构造体系的地质力学分析 5
1.2.5 初始地应力场及其地质力学分析 6
1.2.6 岩体结构面及其力学属性 9
1.2.7 岩体结构类型及其特征 14
1.2.8 工程地质力学的稳定性分析 15
1.3 川藏关键廊道工程地质力学分析方法 17
1.3.1 区域工程地质力学背景分析 18
1.3.2 构造体系的地质力学分析 20
1.3.3 工程地质力学分析 22
1.3.4 典型工程地质实例评价 23
第2章 喜马拉雅东构造结关键区工程地质力学分析 25
2.1 雅鲁藏布江缝合带西界米林断裂带工程地质区 25
2.1.1 工布江达大型复式背斜段 25
1 工程地质力学背景 25
2 构造体系的地质力学分析 26
3 初始地应力场及其地质力学分析 28
4 工程体地质力学分析 29
5 典型工程地质实例评价 34
2.1.2 米林断裂雅江二级阶地段 34
1 工程地质力学背景 34
2 构造体系的地质力学分析 36
3 初始地应力场及其地质力学分析 37
4 工程体地质力学分析 38
5 典型工程地质实例评价 39
2.1.3 米林断裂羌纳乡段 40
1 工程地质力学背景 40
2 构造体系的地质力学分析 41
3 初始地应力场及其地质力学分析 44
4 工程体地质力学分析 44
5 典型工程地质实例评价 49
2.2 东构造结核心区派镇拆离断裂带工程地质区 50
2.2.1 派镇拆离断裂索松村段 50
1 工程地质力学背景 50
2 构造体系的地质力学分析 51
3 初始地应力场及其地质力学分析 54
4 工程体地质力学分析 54
5 典型工程地质实例评价 57
2.2.2 派镇拆离断裂蹦嘎村段 59
1 工程地质力学背景 59
2 构造体系的地质力学分析 60
3 初始地应力场及其地质力学分析 62
4 工程体地质力学分析 62
5 典型工程地质实例评价 65
2.2.3 派镇拆离断裂雅江峡谷段 65
1 工程地质力学背景 65
2 构造体系的地质力学分析 67
3 初始地应力场及其地质力学分析 68
4 工程体地质力学分析 68
5 典型工程地质实例评价 70
2.3 雅鲁藏布江缝合带东界墨脱断裂带工程地质区 71
2.3.1 墨脱断裂德兴乡段 71
1 工程地质力学背景 71
2 构造体系的地质力学分析 72
3 初始地应力场及其地质力学分析 74
4 工程体地质力学分析 75
5 典型工程地质实例评价 76
2.3.2 墨脱断裂果果塘段 78
1 工程地质力学背景 78
2 构造体系的地质力学分析 79
3 初始地应力场及其地质力学分析 81
4 工程体地质力学分析 81
5 典型工程地质实例评价 85
2.3.3 墨脱断裂解放桥段 87
1 工程地质力学背景 87
2 构造体系的地质力学分析 87
3 初始地应力场及其地质力学分析 88
4 工程体地质力学分析 89
5 典型工程地质实例评价 91
第3章 嘉黎断裂关键区工程地质力学分析 93
3.1 嘉黎断裂嘉黎-易贡工程地质区 93
3.1.1 嘉黎断裂忠玉段 93
1 工程地质力学背景 93
2 构造体系地质力学分析 94
3 工程体地质力学分析 97
4 典型工程地质实例评价 98
3.1.2 嘉黎断裂八盖段 100
1 工程地质力学背景 100
2 构造体系地质力学分析 101
3 工程体地质力学分析 102
4 典型工程地质实例评价 105
3.1.3 嘉黎断裂易贡段 107
1 工程地质力学背景 107
2 构造体系地质力学分析 108
3 初始地应力场及其地质力学分析 110
4 工程体地质力学分析 111
5 典型工程地质实例评价 113
3.2 嘉黎断裂易贡-波密工程地质区 114
3.2.1 嘉黎断裂通麦段 114
1 工程地质力学背景 114
2 构造体系地质力学分析 116
3 初始地应力场及其地质力学分析 120
4 工程体地质力学分析 122
5 典型工程地质实例评价 126
3.2.2 嘉黎断裂古乡段 128
1 工程地质力学背景 128
2 构造体系地质力学分析 129
3 工程体地质力学分析 132
4 典型工程地质实例评价 133
3.2.3 嘉黎断裂嘎隆寺段 138
1 工程地质力学背景 138
2 构造体系地质力学分析 140
3 工程体地质力学分析 141
4 典型工程地质实例评价 141
3.3 嘉黎断裂波密-然乌工程地质区 142
3.3.1 嘉黎断裂盔甲山段 142
1 工程地质力学背景 143
2 构造体系地质力学分析 143
3 工程体地质力学分析 145
4 典型工程地质实例评价 147
3.3.2 嘉黎断裂然乌湖段 148
1 工程地质力学背景 148
2 构造体系地质力学分析 150
3 初始地应力场及其地质力学分析 151
4 工程体地质力学分析 151
5 典型工程地质实例评价 154
3.3.3 嘉黎断裂来古冰川段 154
1 工程地质力学背景 154
2 构造体系地质力学分析 156
3 初始地应力场及其地质力学分析 158
4 工程体地质力学分析 159
5 典型工程地质实例评价 162
第4章 横断三江关键区工程地质力学分析 164
4.1 怒江缝合带工程地质区 164
4.1.1 在建GLS 隧道进口段 164
1 工程地质力学背景 164
2 构造体系地质力学分析 165
3 初始地应力场及其地质力学分析 167
4 工程体地质力学分析 168
5 典型工程地质实例评价 169
4.1.2 在建BD 隧道出口段 170
1 工程地质力学背景 170
2 构造体系地质力学分析 172
3 初始地应力场及其地质力学分析 174
4 工程体地质力学分析 174
5 典型工程地质实例评价 176
4.1.3 怒江某水电站右岸段 177
1 工程地质力学背景 177
2 构造体系地质力学分析 178
3 初始地应力场及其地质力学分析 180
4 工程体地质力学分析 180
5 典型工程地质实例评价 184
4.2 澜沧江缝合带工程地质区 187
4.2.1 澜沧江缝合带色曲段 187
1 工程地质力学背景 188
2 构造体系地质力学分析 188
3 初始地应力场及其地质力学分析 191
4 工程体地质力学分析 192
5 典型工程地质实例评价 195
4.2.2 在建DDS隧道、GJ隧道口段 195
1 工程地质力学背景 195
2 构造体系的地质力学分析 197
3 初始地应力场及其地质力学分析 198
4 工程体地质力学分析 199
5 典型工程地质实例评价 202
4.2.3 在建HLS 隧道口段 203
1 工程地质力学背景 203
2 构造体系地质力学分析 204
3 工程体地质力学分析 205
4 典型工程地质实例评价 207
4.3 金沙江工程地质区 209
4.3.1 金沙江缝合带贡觉沙东段 209
1 工程地质力学背景 209
2 构造体系地质力学分析 210
3 初始地应力场及其地质力学分析 213
4 工程体地质力学分析 214
5 典型工程地质实例评价 217
4.3.2 金沙江缝合带白玉绒盖乡段 218
1 工程地质力学背景 218
2 构造体系地质力学分析 220
3 初始地应力场及其地质力学分析 222
4 工程体地质力学分析 223
5 典型工程地质实例评价 225
4.3.3 金沙江缝合带在建某特大桥段 227
1 工程地质力学背景 227
2 构造体系地质力学分析 228
3 初始地应力场及其地质力学分析 230
4 工程体地质力学分析 231
5 典型工程地质实例评价 233
第5章 川滇菱形地块工程地质力学分析 235
5.1 川滇地块西部巴塘-理塘工程地质区 235
5.1.1 巴塘断裂带巴塘-日雨段 235
1 工程地质力学背景 235
2 构造体系的地质力学分析 236
3 初始地应力场及其地质力学分析 239
4 工程地质体力学分析 240
5 典型工程地质实例评价 242
5.1.2 理塘断裂带甘孜禾尼乡段 244
1 工程地质力学背景 244
2 构造体系的地质力学分析 245
3 初始地应力场及其地质力学分析 246
4 岩土体工程地质力学分析 248
5 典型工程地质灾害实例及分析 249
5.2 川滇地块中部雅砻江工程地质区 251
5.2.1 雅砻江同达沟断层段 251
1 工程地质力学背景 251
2 构造体系地质力学分析 252
3 初始地应力场及其地质力学分析 253
4 工程体地质力学分析 254
5 典型工程地质实例评价 256
5.2.2 PML隧道、WJ隧道口段 256
1 工程地质力学背景 257
2 构造体系地质力学分析 259
3 初始地应力场及其地质力学分析 260
4 工程体地质力学分析 261
5 典型工程地质实例评价 263
5.2.3 在建雅砻江某特大桥段 264
1 工程地质力学背景 264
2 构造体系地质力学分析 266
3 初始地应力场及其地质力学分析 268
4 工程体地质力学分析 269
5 典型工程地质实例评价 271
5.3 川滇地块东部鲜水河、大渡河工程地质区 272
5.3.1 鲜水河折多塘断裂带瓦泽乡段 272
1 工程地质力学背景 272
2 构造体系的地质力学分析 274
3 初始地应力场及其地质力学分析 276
4 岩土体工程地质力学分析 276
5 典型工程地质灾害实例及分析 279
5.3.2 鲜水河断裂带金龙寺段 279
1 工程地质力学背景 280
2 构造体系的地质力学分析 281
3 初始地应力场及其地质力学分析 284
4 岩土体工程地质力学分析 284
5 典型工程地质灾害实例及分析 287
5.3.3 大渡河在建某特大桥左右岸段 287
1 工程地质力学背景 288
2 构造体系地质力学分析 290
3 初始地应力场及其地质力学分析 292
4 工程体地质力学分析 292
5 典型工程地质实例评价 295
第6章 川藏关键廊道重大工程地质风险分析 299
6.1 川藏关键廊道地应力特征及分析 299
6.1.1 地应力背景条件 299
1 研究区背景及数据分布 299
2 数据处理 300
6.1.2 实测地应力特征分析 301
1 应力梯度随深度变化规律 301
2 侧压力系数随深度变化 303
3 应力积累特征 304
4 实测应力方向特征分析 304
6.1.3 地应力状态的指示意义 306
1 应力状态对构造动力学特征的指示意义 306
2 地应力状态对重大地下工程稳定性分析 307
6.2 川藏关键廊道易贡藏布流域地质灾害易发性评价 309
6.2.1 地质灾害易发性评价方法 310
1 频率比模型(FR) 310
2 归一化频率比模型(NFR) 310
3 二元逻辑回归模型(LR) 311
4 耦合模型(NFR-LR) 311
6.2.2 地质灾害空间分布特征 311
1 地质灾害解译 311
2 地质灾害总体分布特征 312
3 地质灾害空间分布影响因素分析 312
6.2.3 地质灾害易发性评价 315
1 FR、NFR 值计算 315
2 评价因子相关性分析 315
3 单一频率比模型易发性评价 317
4 耦合模型易发性评价 317
6.2.4 评价结果分析 319
1 ROC检验 319
2 崩滑比验证 320
3 崩滑易发性结果分析 321
6.3 川藏关键廊道地表-地下风险综合分析 322
6.3.1 地表工程地质风险评价 324
1 CZ工程地表灾害综合密度分布规律 324
2 CZ工程地表灾害综合危险性分布 325
3 地表地质灾害综合强度(脆弱性)分布 326
4 地表地质灾害综合风险 327
6.3.2 地下重大地质风险分析 329
1 断裂活动性 329
2 岩爆风险 331
3 大变形风险 334
4 地下工程复杂地质状况综合风险 336
6.3.3 地质风险综合分析 337
第7章 展望 339
7.1 深化地质体工程地质力学特性的区域时空分异研究 339
7.2 揭示特殊地质体及其结构的工程地质力学多尺度关联特征 339
7.3 探究工程地质力学特性的长时效演化规律与预测 340
7.4 评估气候变化与极端事件下工程地质力学多过程响应特征 340
7.5 拓展面向地球系统科学的工程地质力学理论前沿 341
参考文献 342
附图 353