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前言1

1 概述1

2 国内外软岩、硬黏土工程地质研究进展4

2.1 红层软岩、硬黏土的沉积环境、岩性岩相特征6

2.2 红层软岩、硬黏土的物质组成8

2.2.1 颗粒组成8

2.2.2 化学组成9

2.2.3 矿物组成11

2.3 红层软岩结构构造及岩体结构特征12

2.3.1 红层软岩结构构造特征12

2.3.2 红层软岩岩体结构12

2.4 红层软岩的分类13

2.4.1 红层软岩的工程分类13

2.4.2 红层软岩的膨胀性分类14

2.5 红层软岩的物理力学性质17

2.6.2 关于抗剪强度的确定20

2.6.1 关于抗压强度的确定20

2.6 红层软岩力学参数取值原则20

2.6.3 关于变形参数的确定21

2.7 红层软岩的主要工程地质问题22

2.7.1 坝基软化变形问题22

2.7.2 抗滑稳定问题23

2.7.3 渗透变形问题23

3 黄河上游新第三系红层形成的地质环境分析25

3.1 区域大地构造部位及构造格架25

3.1.1 区域大地构造部位25

3.1.2 区域构造格架25

3.2 区域地质环境演变及气候特征29

3.2.1 第三系红层沉积前区域地质环境29

3.2.2 第三系红层沉积时的地质环境30

3.2.3 黄河上游第三系红层沉积后的地质环境分析33

4 黄河上游新第三系红层岩石及岩体特征39

4.1 电站坝址区新第三系红层的岩性岩相特征39

4.2.1 岩石的矿物成分40

4.2 新第三系红层岩石的矿物化学成分40

4.2.2 岩石的化学成分41

4.3 新第三系红层的岩体结构特征45

4.3.1 岩体的风化、卸荷特征45

4.3.2 红层岩体的结构面发育特征46

4.3.3 红层岩体的各向异性特征47

5.1 地下水的类型49

5.2 地下水的化学类型49

5 黄河上游新第三系红层的水文地质特征49

5.3 红层岩体的透水性特征50

5.4 红层岩体的冻融特性51

6 黄河上游新第三系红层的工程特性53

6.1 新第三系红层岩石的物理力学特征53

6.1.1 红层岩石的物理性质53

6.1.2 红层岩石的力学特征57

6.2 新第三系红层岩体的变形特性67

6.2.1 黏土岩的变形特性与环境的关系67

6.2.2 黄河上游红层区三座中型水电站坝址黏土岩变形试验成果分析、评价68

6.2.3 红层开挖、暴露后松弛程度的初步分析及其对变形试验成果的影响69

6.2.4 黄河上游新第三系红层岩体变形参数评价71

6.3 新第三系红层岩体的抗剪强度特征75

6.3.1 新第三系红层岩体的强度特征75

6.3.2 新第三系红层混凝土与岩体抗剪强度特征77

6.3.3 用弹性波速度对岩体强度参数评价79

6.3.4 红层岩体强度参数评价80

6.4.1 渗透变形试验成果分析81

6.4 新第三系红层岩体的渗透变形特征81

6.4.2 红层岩体的化学管涌问题83

6.4.3 红层岩体的渗透稳定性初步评价84

6.5 新第三系红层的胀缩性特征85

6.5.1 各中型水电站坝址新第三系红层胀缩性试验成果85

6.5.2 各电站坝址第三系黏土岩胀缩性评价86

6.6 新第三系红层岩体的承载力评价90

6.6.1 现场载荷试验90

6.6.2 用岩石饱和抗压强度进行评价91

6.6.3 用岩石干抗压成果进行评价92

6.7 黄河上游新第三系红层黏土岩工程特性的控制因素分析93

6.8 黄河上游第三系红层物理力学性质与国内外同时代红层的差异性分析94

7 黄河上游新第三系红层地区中型水电站主要工程地质问题评价97

7.1 黄河上游红层岩体承载力对水工建筑物影响的初步分析评价97

7.2 红层上坝体及坝基岩体变形的初步评价99

7.2.1 坝基岩体不同变模时变位分析100

7.2.2 坝基岩体变形规律101

7.3 红层坝基抗滑稳定问题的初步分析102

7.3.1 坝基表层抗滑稳定性分析102

7.3.2 提高坝基抗滑稳定的措施103

7.4 坝基岩体渗透稳定性评价及措施104

7.4.1 坝基岩体渗透稳定性评价104

7.4.2 坝基岩体渗透稳定措施105

7.5 开挖松弛研究及防护措施建议106

7.5.1 基坑开挖松弛爆破试验研究106

7.5.2 建基面保护措施及建议109

7.5.3 红层软岩地基岩体的加固措施及建议116

7.5.4 基坑开挖的数值分析125

7.5.6 建基面验收标准127

7.5.5 其他防护措施127

8 黄丰电站坝基石膏岩的溶蚀性及工程防护措施研究128

8.1 坝址地形地貌及地层岩性128

8.1.1 地形及岩性特征128

8.1.2 石膏岩的分布特征129

8.2 石膏岩对坝基岩体稳定性及混凝土的影响137

8.2.1 黄丰电站坝基石膏岩溶蚀状况分析及天然环境下石膏岩溶蚀判据的获得137

8.2.2 石膏岩室内溶蚀试验及成果分析138

8.2.4 黄丰水电站坝基厚层石膏岩溶蚀后对大坝的影响分析147

8.2.3 王甫洲水电站石膏岩溶蚀试验成果对黄丰电站的借鉴意义147

8.3 坝基渗流的计算和分析149

8.3.1 模型的建立149

8.3.2 水库蓄水前模拟151

8.3.3 水库蓄水后模拟152

8.4 黄丰水电站坝基泥岩、石膏岩防治措施153

8.4.1 开挖过程中应防止石膏岩暴露溶蚀153

8.4.2 坝基石膏岩溶蚀的防治措施153

9.1.1 概述154

9 红层中软弱夹层的工程地质研究154

9.1 嘉陵江凤仪场坝址侏罗系红层中软弱夹层研究154

9.1.2 坝址岩性及软弱夹层的分布特征155

9.1.3 坝址软弱夹层的物质组成、粒度成分158

9.1.4 坝址软弱夹层的物理性质及性状特征160

9.1.5 坝址软弱夹层强度特征163

9.1.6 坝址软弱夹层强度参数取值171

9.2 凤仪场坝基软岩岩体强度参数评价174

9.2.1 岩石双面剪试验及岩石、岩体强度参数分析175

9.2.2 用带宽连通率网络模拟分析坝基岩体强度参数178

9.2.3 岩体强度参数综合取值180

9.3 积石峡坝址区软弱夹层研究180

9.3.1 软弱夹层成因181

9.3.2 软弱夹层分类181

9.3.3 软弱夹层的分布184

9.3.4 软弱夹层的化学成分和矿物成分184

9.3.5 软弱夹层的物理性质185

9.3.6 软弱夹层（包括断层破碎带）的强度特性186

9.3.7 力学参数建议值187

10 红层软岩上建坝实例190

10.1 尼那泄水闸坝段及闸基190

10.1.1 黏土岩开挖保护措施的实施情况191

10.1.2 开挖揭露的地质条件及建基面处理措施191

10.1.3 固结灌浆及效果193

10.2 苏只水电站坝基202

10.2.1 厂房、泄水闸坝段开挖后的工程地质条件202

10.2.2 厂房、泄水闸坝段地基处理203

10.2.3 泄水建筑物开挖后的工程地质条件204

10.2.4 泄水建筑物地基处理205

10.3 康扬水电站厂坝和泄水闸基206

10.3.1 开挖保护措施的实施情况206

10.3.2 建基面物探波速检测207

10.3.3 灌浆处理与质量检测208

结语216

主要参考文献219