三峡库区巫峡段消落带碳酸盐岩强度弱化研究

作者：胡明军; 张枝华; 殷跃平; 黄波林; 余姝; 廖余游

来源：工程地质学报, 2023, 31(05): 1615-1627.

DOI：10.13544/j.cnki.jeg.2021-0220

• 三峡库区
• 巫峡
• 消落带
• 碳酸岩
• 强度弱化

三峡库区175 m蓄水以来，巫峡段碳酸盐类岩溶岸坡在周期性水位变动下岩体劣化强烈，新生或加速形成了大量地质灾害。为探讨在周期性水位变动下碳酸盐岩类岸坡的强度弱化规律，文章从岩石(体)物理结构、化学性质、力学性质等方面开展研究，通过在巫峡最具代表性的6处库岸段开展原位岩体回弹强度测试、原位点荷载试验以及室内干湿循环试验、岩石矿物成分分析、岩石表观裂隙扫描等试验，获取水位变动条件下碳酸盐类岩石(体)的强度弱化数据。原位岩体回弹强度测试结果表明，原位岩体单一年度的强度弱化率为0.3%～25.9%,岩体强度弱化主要沿结构面产生；室内干湿循环试验结果表明，在50次干湿循环后，岩石强度弱化率为16.4%～23.9%,变形模量弱化率为17.1%～24.9%;岩石矿物成分分析结果表明，在100次循环后，CaO的溶失量为0.5%～5.6%;岩石表观裂隙扫描结果表明，岩块表面裂纹发育位置发生了水蚀痕迹加重、溶孔变大、裂纹延伸等变形现象。基于干湿循环试验数据，建立岩石强度弱化函数，推导出各点位上的指数函数弱化计算模型。该计算模型可用来预测岩石强度、变形模量与水位循环次数间的数值关系。最后以曲子滩危岩“溃屈”式破坏计算为例，探讨了岩体强度弱化后的灾变效应。研究提出的工作方法和通过试验所得到的数据可为三峡库区岸坡劣化带的防治提供数据和技术支撑。

• 单位
  三峡大学; 中国地质环境监测院