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原文传递川藏铁路板块结合带应力-形变特征及工程效应研究

论文题名：	川藏铁路板块结合带应力-形变特征及工程效应研究
关键词：	铁路建设;板块结合带;构造动力学;地壳岩体应力;形变分布特征
摘要：	川藏铁路工程跨越班公湖-怒江结合带、澜沧江结合带、金沙江结合带等地壳板块碰撞结合带。结合带复杂的地质建造构造特征及岩体力学效应对川藏铁路的建设有着极大的制约作用。论文在归纳分析已有地质、地球物理、新构造运动与地震诸方面研究资料的基础上，通过系统而深入的现场地质调查及测试工作，在深刻理解与掌握金沙江、澜沧江及怒江等三大板块结合带的地质建造-构造特征的前提下，建立能够客观反映结合带地壳岩体总体结构特征的“地质-岩体力学”概念模型，通过对岩石建造、区域应力资料和结合带GPS位移特征的分析厘定模型参数和边界条件，采用ANSYS有限元岩体力学计算方法，分析板块结合带地壳岩体应力-形变分布特征，深化对结合带地壳构造动力学作用机理的认识与理解。据此并结合地质调查数据，探讨板块结合带应变能密度、地质灾害控制效应及主要工程地质问题等工程效应问题。　　结合带、岩浆岩带以及地壳低速层为应力应变的高梯度带。地壳岩体位移自西至东呈一定的梯度降低，并于断裂处骤降，低速层比沉积盖层与结晶基底变形更加强烈;结合带岩体压缩变形显著。　　断裂之间的错动以及结合带本身的压缩变形对构造应力的传递具有“消减、屏蔽”作用。地壳物质的层状结构导致其在统一的构造应力场下，软弱“低速层”的位移变形相对高于“漂浮”在其上部的硬性块体，运动形式上类似于低速层“驱动”上部地壳岩体发生近水平运移。金沙江结合带西侧地壳低速层以上位移量极大，越过低速层则发生位移量骤降的现象。澜沧江结合带西侧岩浆岩带切割至结晶基底，未到达下层“低速层”，下低速层比上低速层变形强烈。　　金沙江结合带、贡觉涌—热拥断裂、结合带北东侧区域以及班公湖-怒江结合带东侧区域为应变能密度高值区，活动性强烈，铁路工程应与构造线方向呈大角度穿越。江达构造岩浆岩带、澜沧江结合带西侧岩浆岩带、舒伯拉岭岩浆弧带以及班公湖-怒江结合带为应变能密度低值区，应力水平较高，应变值相对较小，应着重考虑该区域隧道工程的高地应力问题。应变能高梯度区有工程岩体变形不协调，局部变形过大的问题，应适当提高该区域工程设施的抗变形能力。　　金沙江-白玉欧曲河段、江达县藏曲-字曲-独曲流域地质灾害发育，八宿县冷曲-怒江河谷（古）滑坡及巨型洪积扇发育。板块结合带对地质灾害发育的控制效应主要体现在岩石建造、构造变形以及急剧的地壳抬升所带来的表生地质作用三个方面。　　板块结合带的主要工程地质问题是①高地应力:金沙江结合带西侧（江达构造岩浆岩带），澜沧江西侧岩浆岩带及班公湖-怒江结合带西南侧（冈底斯-念青唐古拉陆块舒伯拉岭岩浆弧带）的隧道高地应力问题;②金沙江结合带与班公湖怒江结合带强烈的构造变形，带内滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害发育;③金沙江结合带北东侧（德格-中旬陆块）与班公湖-怒江结合带北东侧（南羌塘-左贡陆块）碎屑岩、粘土岩建造发育，易多发软岩隧道大变形问题。受岩浆岩带的应力-应变屏蔽作用影响，北羌塘-昌都-思茅陆块较为稳定，加之其稳定的中生代地层，工程地质条件相对较好。
作者：	刘凯
专业：	建筑与土木工程
导师：	李渝生;王芳蓉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文