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前言1

第1章 黄河黑山峡河段工程地质勘察研究简况1

1.1 黄河黑山峡河段开发方式论证历史沿革1

1.1.1 黄河黑山峡概况1

1.1.2 黑山峡河段开发任务与开发方案1

1.1.3 黑山峡河段开发方案论证历史沿革6

1.2 小观音坝址工程地质9

1.2.1 工程地质勘察10

1.2.2 工程地质研究10

1.2.3 工程地质条件概要11

1.3.1 工程地质勘察14

1.3 大柳树坝址工程地质14

1.3.2 工程地质科研15

1.3.3 工程地质条件概要16

1.4 黑山峡河段开发方式论证的焦点与重大地质问题17

1.4.1 黑山峡河段开发方式争论的焦点17

1.4.2 对大柳树坝址地质问题的不同认识20

1.4.3 黑山峡河段开发方式论证中的重大地质问题25

参考文献25

第2章 小观音和大柳树两坝址区域构造稳定性对比27

2.1 大型水利水电工程区域构造稳定性研究概述27

2.1.1 引言27

2.1.2 区域构造稳定性研究内容27

2.1.3 黑山峡两坝址区域构造稳定性研究概况30

2.2 黑山峡河段区域构造背景32

2.2.1 黑山峡河段区域构造背景33

2.2.2 小观音坝址外围区域构造稳定性环境36

2.2.3 大柳树坝址外围区域构造稳定性环境36

2.3 小观音坝址区域构造稳定性41

2.3.1 小观音坝址区域构造特征41

2.3.2 小观音坝址区域断层活动性45

2.4 黑山峡出口段第四纪地质46

2.4.1 南山台子第四纪地层划分46

2.4.2 孟家湾-供水二所之间洪积台地形成时代47

2.4.3 黄河阶地的划分及时代确定47

2.5.1 古浪-中卫-同心活动逆冲推覆断裂带结构53

2.5 大柳树坝址区域构造稳定性53

2.5.2 大柳树坝址区域断层活动性56

2.6 小观音和大柳树两坝址区域构造稳定性对比72

2.6.1 小观音和大柳树两坝址区域构造稳定性对比72

2.6.2 小浪底与大柳树两坝址区域构造稳定性对比74

参考文献87

第3章 小观音和大柳树两坝址岩体质量对比90

3.1 概述90

3.1.1 水电工程岩体质量评价90

3.1.2 两坝址岩体质量对比可行性91

3.1.3 岩体质量对比的原则和方法91

3.2 大柳树坝址的岩体质量92

3.2.1 岩体结构93

3.2.2 岩体弹性波特征103

3.2.3 岩体变形性质112

3.2.4 工程岩体分级与地下洞室围岩分类113

3.3 小观音坝址的岩体质量118

3.3.1 岩体结构118

3.3.2 岩体弹性波特征120

3.3.3 岩体变形性质125

3.3.4 工程岩体分级与地下洞室围岩分类125

3.4 大柳树与小观音两坝址的岩体质量对比127

3.4.1 勘探平硐宏观变形破坏特征127

3.4.2 两坝址岩体质量统计资料比较130

3.4.3 大柳树与小浪底岩体质量对比135

3.5 结语137

参考文献137

第4章 大柳树松动岩体的区域分布139

4.1 大柳树松动岩体特征139

4.1.1 大柳树松动岩体的提出139

4.1.2 大柳树松动岩体的基本特征141

4.1.3 对大柳树松动岩体的再认识142

4.2 大柳树坝址区松动岩体分布150

4.2.1 大柳树枢纽区左岸的松动岩体分布150

4.2.2 大柳树枢纽区右岸的松动岩体分布151

4.2.3 大柳树枢纽河床区的岩体松动情况152

4.3 米粮营坝址的松动岩体157

4.2.4 大柳树坝址Ⅳ线、Ⅶ线两岸的松动岩体157

4.3.1 米粮营坝址工程地质条件概要159

4.3.2 米粮营坝址岩体松动特征161

4.3.3 松动岩体分布范围164

4.4 烟洞梁地裂缝与松动岩体164

4.4.1 烟洞梁地裂缝的基本特征164

4.4.2 烟洞梁北侧采空区电阻率测试169

4.4.3 地裂缝成因简要分析172

4.4.4 烟洞梁地裂缝研究的启示173

4.5 大柳树松动岩体的区域分布特点173

4.5.1 松动岩体区域分布的判别标志173

4.5.3 大柳树松动岩体分布与其成因174

4.5.2 大柳树松动岩体分布特点174

参考文献175

第5章 大柳树松动岩体的渗透特性177

5.1 大柳树坝址水文地质177

5.1.1 水文地质177

5.1.2 钻孔压水试验179

5.2 灌浆试验180

5.2.1 1＃场地灌浆试验180

5.2.2 2＃场地灌浆试验188

5.2.3 灌浆试验的启示191

5.2.4 松动岩体的渗透性评价192

5.3.1 软弱层带的分布规律与特征193

5.3.2 室内渗透试验193

5.3 松动岩体中软弱层带的渗透特性193

5.3.3 软弱层带渗透变形的产生条件195

5.3.4 软弱层带渗透变形临界水力坡降196

5.3.5 软弱层带的渗透特性评价196

5.4 大柳树高坝渗漏问题分析197

5.4.1 概述197

5.4.2 坝基渗漏条件分析及计算198

5.4.3 右岸绕坝渗漏条件分析及计算199

5.4.4 右岸邻谷渗漏条件分析及计算199

5.5 大柳树高坝渗流数值模拟201

5.5.1 渗流分析模型及有限元数值计算201

5.5.2 渗流有限差分数值模拟计算205

5.6 大柳树坝区渗流场与应力场耦合分析208

5.6.1 渗流与应力的相互作用关系209

5.6.2 渗流场与应力场耦合分析的数学模型209

5.6.3 计算结果与分析209

5.7 大柳树高坝方案渗透和渗漏问题探讨214

5.7.1 灌浆试验成果简析214

5.7.2 渗漏问题分析218

参考文献219

第6章 强烈地震极震区岩土体破坏与地震动特征220

6.1 引言220

6.2 强烈地震极震区的岩土体破坏222

6.2.1 典型震例223

6.2.2 强烈地震极震区现场考察239

6.2.3 强烈地震极震区岩体破坏特点及影响因素246

6.3 强烈地震极震区地震动实例249

6.3.1 概述249

6.3.2 典型地震震例简介251

6.3.3 脉冲型近场地震动记录264

6.4 强烈地震极震区的竖向地震作用与震害266

6.4.1 极震区的竖向地震作用现象266

6.4.2 竖向地震动记录及相关研究268

6.4.3 竖向地震分量的衰减关系271

6.5.1 极震区与近场272

6.5 强烈地震极震区的地震动特征272

6.5.2 强烈地震极震区内的地震动特征274

6.5.3 极震区地震动的影响因素275

6.6 强烈地震极震区的地下工程震害276

6.6.1 通过活断层的隧道破坏277

6.6.2 唐山地震开滦煤矿震害278

6.6.3 地下结构的地震动力响应280

参考文献280

第7章 大柳树松动岩体的成因机制探讨285

7.1 对大柳树松动岩体的认识285

7.1.1 松动岩体定义与岩体松动的物理本质285

7.1.2 关于大柳树坝址不存在大范围松动岩体的认识286

7.1.3 关于大柳树坝址不存在大范围松动岩体认识中的问题287

7.2.1 大柳树坝址的特殊地质现象288

7.2 大柳树松动岩体成因的地质分析288

7.2.2 现代强震区岩体破坏与松动299

7.3 大柳树松动岩体成因机制探讨299

7.3.1 适宜的岩体介质299

7.3.2 强大的地震动力300

7.3.3 有利的环境条件300

7.3.4 表生加剧作用301

7.4 地震动力作用下的岩体松动机理301

7.4.1 地震波对岩体作用的基本特点301

7.4.2 地震压缩波作用下岩体结构的松动302

7.4.4 自由边界效应303

7.4.3 地震剪切波作用下岩体结构的松动303

7.4.5 多期次地震松动作用304

7.5 地震动力作用机制物理模拟304

7.5.1 模型建立304

7.5.2 模型试验结果305

7.5.3 试验成果分析308

7.6 地震动力作用机制三维有限元动力模拟计算308

7.6.1 有限元模型及计算参数308

7.6.2 计算结果及分析309

参考文献313

第8章 大柳树建高坝大库的安全问题315

8.1 从地震危险性到地震危害性——大柳树高坝的地震安全问题315

8.1.1 黑山峡河段开发论证早期的地震安全问题315

8.1.2 黑山峡地震安全评价中的关键问题316

8.1.3 从地震危险性到地震危害性318

8.2 潜在震源区内建高坝大库的安全风险319

8.2.1 引言319

8.2.2 潜在震源区的基本概念319

8.2.3 大柳树坝址潜在震源区的特征320

8.2.4 直下型地震破坏的启示321

8.3 大柳树坝址的工程抗断问题321

8.3.1 大型水利枢纽工程抗断问题简述321

8.3.2 对大柳树坝址工程抗断问题的研究现状325

8.3.3 抗断问题的光弹试验327

8.3.4 抗断问题的平面应变有限元模拟330

8.3.5 抗断问题的三维动力有限元数值模拟336

8.4.1 大柳树高坝的水库诱发地震问题340

8.3.6 结论340

8.4 大柳树坝址的水库诱发地震与地震地质灾害340

8.4.2 大柳树坝址的场地地震动参数342

8.4.3 大柳树坝址的地震地质灾害342

8.5 大柳树松动岩体与枢纽工程的安全345

8.5.1 问题的提出345

8.5.2 美国提堂（Teton）坝失事的经验教训346

8.5.3 美国方坦奈耳（Fontenelle）坝渗透破坏的经验教训350

8.5.4 大柳树高坝坝基防渗工程稳定性问题353

8.5.5 地震作用下的近坝边坡稳定问题356

参考文献357

从“人定胜天”到可持续发展（代结语）358