工程地质学弯曲倾倒
㈠ 工程地质学的主要内容(作者:石证明)
不是几字能说清的,你自己去查吧 ,推荐《专门工程地质学》
㈡ 土木工程地质课后答案陈文昭
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1工程地质学 工程地质学是地质学的一个分支,是研究与工程建筑活动有关的
地质问题的学科
一、矿物 矿物是在地壳中天然形成的,具有一定化学成分和物理性质的自然元
素或化合物,通常是无机作用形成的均匀固体
岩石 岩石是天然产出的具有一定结构构造的矿物集何体。
层理层理是指岩层中物质的成分、颗粒大小、形状和颜色在垂直方向发生变化
时产生的纹理,每一个单元层理构造代表一个沉积动态的改变
片理 岩石中矿物呈定向平行排列的构造称为片理构造
岩层 岩层是沉积地层的基本单位,它是物质成分、结构、内部构造和颜色等
特征上与相邻层不同的沉积层称为岩层
岩石结构 岩石结构是指岩石中矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及它们之
间的相互关系
二、地质构造 构造运动引起地壳岩石变形和变位,这种变形、变位被保留下来
的形态被称为地质构造。
岩层产状岩层在空间分布状态的要素称岩层产状要素。一般用岩层面在空间
的水平延伸方向、倾斜方向和倾斜程度进行描述。分别称为岩层的走向、倾向和倾角。
褶曲 褶皱构造中任何一个单独的弯曲称为褶曲,褶曲是组成褶皱的基本单
元。
节理 节理是指岩层受力断开后,裂面两侧岩层沿断裂面没有明显相对位移
时的断裂构造。
断层 断层是指岩层受力断开后,断裂面两侧岩层沿断裂面有明显相对位移
时的断裂构造。
地层 地史学中,将各个地质历史时期形成的岩石称为该时期的地层
地质图 地质图是把一个地区的各种地质现象,如地层岩性、地质构造等,
按一定比例缩小,用规定的符号、颜色、花纹、线条表示在地形图上的一种图件
㈢ 什么叫做爆破
利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构,并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。这种技术涉及到数学 、力学、物理学 、化学和材料动力学、工程地质学等多种学科。作为工程爆破能源的炸药,蕴藏着巨大的能量。1千克普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×106 焦耳,温度高达 3000℃,经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×108千瓦,其气体压力达几千到一万多兆帕,远远超过了一般物质的强度。在这种高温高压作用下,被爆破的介质(如岩石等)呈现为流体或弹塑性体状态,完全破坏了原来的结构。
工业炸药必须用雷管才能引爆,比较安全。现代起爆方法有电和非电两种方式:前者由电热点燃电雷管内的灼热桥丝引爆炸药;后者则由导火索的火焰或导爆索、导爆管传递的冲击波引爆雷管,从而起爆药包。
爆破方法 爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药,放入起爆雷管,然后引爆。根据药包形状和装药方式的不同,爆破方法主要分为三大类:
炮孔法 在介质内部钻出各种孔径的炮孔,经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的,统称炮孔法爆破。如用手持式风钻钻孔的,孔径在 50毫米以下、孔深在4米以下的为浅孔爆破;孔径和孔深大于上述数值的为深孔爆破;在孔底或其他部位事先用少量炸药扩出一个或多个药壶形的为药壶法爆破。炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。
药室法 在山体内开挖坑道、药室,装入大量炸药的爆破方法,一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的,在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。中国四川攀枝花市狮子山大爆破(1971 )总装药量 10162.2吨,爆破1140万米3,在世界上也是最大规模的大爆破之一。药室法爆破广泛应用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程,特别是在露天矿的剥离工程和筑坝工程 ,能有效地缩短工期 ,节省劳动力,而且需用的机械设备少,并不受季节和地方条件的限制。
裸露药包法 不需钻孔,直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面,具有独特作用,仍然是常用的有效方法。
爆破技术 在上述三种爆破方法的基础上, 根据各种工程目的和要求,采取不同的药包布置形式和起爆方法,形成了许多各具特色的现代爆破技术,主要有以下几种。
微差爆破 又称毫秒爆破,是40年代出现的爆破新技术。在雷管内装入适当的缓燃剂,或连接在起爆网路上的延期装置,以实现延期的时间间隔,这种系列产品间隔时间,一般以13~25毫秒为一段。通过不同时差组成的爆破网络,一次起爆后,可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆,获得良好的爆破效果。
微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小,被爆破的岩块在移动过程中互相撞击,形成极其复杂的能量再分配,使岩石破碎均匀,缩短抛掷距离,减弱地震波和空气冲击波的强度,既可改善爆破质量,不致砸坏附近的设施,又能提高作业机械的使用效率,有较大经济效益,在采矿和采石工程中广泛应用。
光面爆破和预裂爆破 50年代末期,由于钻孔机械的发展,出现了一种密集钻孔小装药量的爆破新技术。在露天堑壕、基坑和地下工程的开挖中,使边坡形成比较陡峻的表面;使地下开挖的坑道面形成预计的断面轮廓线,避免超挖或欠挖,并能保持围岩的稳定。
实现光面爆破的技术措施有两种:一是开挖至边坡线或轮廓线时,预留一层厚度为炮孔间距1.2倍左右的岩层,在炮孔中装入低威力的小药卷,使药卷与孔壁间保持一定的空隙,爆破后能在孔壁面上留下半个炮孔痕迹;另一种方法是先在边坡线或轮廓线上钻凿与壁面平行的密集炮孔,首先起爆以形成一个沿炮孔中心线的破裂面,以阻隔主体爆破时地震波的传播,还能隔断应力波对保留面岩体的破坏作用,通常称预裂爆破。这种爆破的效果,无论在形成光面或保护围岩稳定,均比光面爆破好,是隧道和地下厂房以及路堑和基坑开挖工程中常用的爆破技术。
定向爆破 50年代末和60年代初期,在中国推行过定向爆破筑坝,3年左右时间内用定向爆破技术筑成了 20多座水坝,其中广东韶关南水大坝(1960),一次装药 1394.3吨,爆破226万米3,填成平均高为62.5米的大坝,技术上达到了国际先进水平。
定向爆破是利用最小抵抗线在爆破作用中的方向性这个特点,设计时利用天然地形或人工改造后的地形,使最小抵抗线指向需要填筑的目标。这种技术已广泛地应用在水利筑坝、矿山尾矿坝和填筑路堤等工程上。它的突出优点是在极短时期内,通过一次爆破完成土石方工程挖、装、运、填等多道工序,节约大量的机械和人力,费用省,工效高;缺点是后续工程难于跟上,而且受到某些地形条件的限制。
控制爆破 不同于一般的工程爆破,对由爆破作用引起的危害有更加严格的要求,多用于城市或人口稠密、附近建筑物群集的地区拆除房屋、烟囱、水塔、桥梁以及厂房内部各种构筑物基座的爆破,因此,又称拆除爆破或城市爆破。
控制爆破所要求控制的内容是:①控制爆破破坏的范围,只爆破建筑物需要拆除的部位,保留其余部分的完整性;②控制爆破后建筑物的倾倒方向和坍塌范围;③控制爆破时产生的碎块飞出距离,空气冲击波强度和音响的强度;④控制爆破所引起的建筑物地基震动及其对附近建筑物的震动影响,也称爆破地震效应。
水下爆破 将炸药装填在海底或水下进行工程爆破的技术,是和露天爆破相对的另一个领域。举凡疏通航道,炸除礁石,拆毁水下沉船 、建筑物 ,开挖港口码头和航道基坑,以及处理码头堤坝的软弱地基等类爆破,都属于水下爆破的范畴。
水下爆破也和露天爆破一样,都要用裸露钻孔和药室装药等方法实现爆破目的;不同的是水下施工比较复杂、困难,长期以来多由潜水员在水下进行钻孔和装药等技术作业。工作范围既受水深的限制,又受潮汐水流的影响,效果欠佳。
由于水作为介质的阻力远比空气大,因此计算装药量时,必须考虑水的深度,才能保证爆破效果;同时水介质传播冲击波的能力也远大于空气,附近若有其他水工建筑物时,多采取气泡帷幕方法,降低水中冲击波的峰值压力,作为防护手段。
80年代以来,试验成功了水下压缩爆破方法,以水为传播压力的介质,压实水下淤泥等类软土地基,代替过去用机械船挖除淤泥的清基方法,既经济又方便,有效地扩大了水下爆破的应用范围。
地下爆破 不同于露天和水下爆破,通常是在一个狭窄的工作面上进行钻爆作业,因此,它的特点是装药量少或使用低威力的炸药,多炮眼,装药量分散,爆破作用力均匀分布,属于前述松动爆破的情况,最大限度地减少对围岩的破坏程度,技术上的要求比较严格。
地下爆破从技术上可分为两种:一是起掘进作用的掏槽爆破。其目的是在只有一个临空面的条件下,首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴,这个槽穴是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽爆破的炮孔布置方法很多,必须根据地质构造、断面大小和施工机械等条件,确定良好的掏槽眼(孔)的布置形式。二是要使地下坑道造成一定横断面形式的成形爆破。这种布孔法称周边孔,也称刷帮爆破。爆破的作用力是在两个临空面上均匀分布的,除了要使炸落的岩石块度均匀,便于清渣,抛置不太远,不致打坏支撑等以外,还应保证坑道开挖限界外的围岩受到最小的破坏,以减少超挖的数量。
随着地下工业的发展,为开挖地下飞机场、库、厂房等大面积空间的工程,使地下爆破技术也逐渐向大规模的大钻孔爆破技术发展。但目前地下大爆破技术经验较少。自从光面、预裂爆破技术应用于地下工程以后,促进了锚杆喷混凝土支护技术的发展,每次爆破的超挖量减少到了最低量,围岩的稳定性大为增加,使地下工程收到很大的经济效益。
㈣ 复杂堆积体斜坡形成演化机制
在我国西部山区广泛发育和分布第四纪松散堆积物,它是典型的内外动力耦合作用的产物。这类松散堆积物为介于土、岩之间的过渡类型,以往接触与研究不多,尤其他是一套成因多样、组分复杂、结构无序、土石混杂堆积的特殊地质体,且其衍生地质灾害具有随机性、复发性和多发性的特点,受到了工程地质学、土力学、岩石力学等学科的广泛关注,已成为新颖的、特殊的重要研究对象 ( 刘衡秋等,2008) 。这种堆积体在虎跳峡峡谷左岸亦非常丰富,具有重要的工程意义,在研究其形成成因之前,先探讨这种复杂堆积体的区域类型和空间分布规律。
4. 1. 1 堆积体类型与分布规律
4. 1. 1. 1 堆积体类型
大型复杂松散堆积体成因多样,组分复杂。其成因类型主要包括滑坡堆积物、崩塌堆积物、残坡堆积物、冲洪积物、冰碛物等,但在很多情况下,以上各种堆积物都是若干种混杂在一起的,且在同一个地质时期形成的,因此很难将之区分开。在实际工程活动中,两种或两种以上的类型组合均无法很好地反映其结构、胶结程度、成灾性和环境效应的差异。因此,本文针对松散堆积物的分布和工程地质特性,按形成条件和性状将堆积体划分为三个基本类型: 即河谷型、盆地型和原面型 ( 表 4. 1. 1) 。
4. 1. 1. 2 河谷型堆积体发育分布规律
河谷型松散堆积体具有比其他两种堆积体类型更易成灾、环境效应影响大的特点,这也充分反映了河谷型松散堆积体的工程效应最为突出。河谷型松散堆积体的形成是河谷斜坡自然演化过程中的一种表生改造现象,其发育和分布与地区地壳隆升、断裂活动以及岩性组合有非常紧密的关系。
( 1) 地壳隆升与松散堆积体之间的关系
松散堆积体的发育与分布不是孤立的,在我国西南地区大江大河两岸都有分布,有其形成的区域规律,其根本原因在于: 西部地区受到印度洋板块和欧亚板块在喜马拉雅地区的强烈碰撞,地壳内动力驱动青藏高原快速隆升,同时推动高原附近的大江大河发育并强烈下切,河谷两岸产生强烈的表生改造并发育了大量的松散堆积物,为滑坡的形成提供了很好的物质基础。据不完全统计,长江三峡库区 90% 滑坡是松散堆积体产生滑动所致,藏西地区 67% 的滑坡是堆积体滑坡,金沙江虎跳峡河谷地区 70% 的滑坡为松散层滑坡( 赫建民,2004; 刘衡秋等,2006) 。这些地区几乎毫无例外都属于地形高差大、易遭受强烈侵蚀作用的区域,其中松散堆积物强烈发育。
表 4. 1. 1 大型复杂松散堆积体的基本类型表
此外,在虎跳峡地区野外实地调查中发现,峡谷区松散堆积体的发育程度无论在数量上、还是在规模上都大大高于峡谷上游的宽谷地区。虎跳峡谷最大切割深度达3500m,自晚更新世早期的9.30万年以来,地壳平均抬升速率约为2.25~3.09mm/a;宽谷段自8.09万年以来处于间歇式抬升状态,抬升幅度相对较小,历史平均抬升速率约为0.89mm/a;由于地壳隆升速率的差异,导致峡谷段与宽谷段松散堆积体发育规模和数量相差很大,峡谷内松散堆积体规模巨大(如两家人堆积体总方量约1.8×108m3),基本上沿河岸连续分布,宽谷段松散堆积体规模相对较小(最大几百个立方米)且零星分布;三峡库区大型松散堆积体(面积在0.5km2以上)基本上分布在峡谷区(瞿塘峡—巫峡段),帕隆藏布江沿岸亦是如此,从而显示出松散堆积体的发育程度(包括规模和数量)与地壳隆升速率呈正相关,表现在:在地壳抬升速率越大的区域,在河流的作用下越容易形成高陡边坡,河流下蚀的侧向卸荷作用越强,越易引起岩土体中应力场的巨大改变,斜坡岩土体越容易产生弹塑性变形或碎裂变形。
(2)断裂活动与松散堆积体之间的关系
在实际调查中发现松散堆积体常沿断裂线状分布,它们空间位置上的对应性,正说明断裂活动对松散堆积体分布格局的控制作用。断裂错动是地壳内动力作用的结果,容易造成局部构造应力集中,在断裂带周围产生一定大小且不断变化的位移场和形变场。随着形变的不断积累,地质体内部将发生破裂,其连续性和完整性会遭到破坏。断裂的长期活动对于断裂带及其周围的地质体而言,是一个持续不断的动力源。因此,凡断裂所经过部位岩石一般都非常破碎,可为松散堆积体的形成提供大量的物源。如三峡库区巫山移民新城址、奉节宝塔坪和金沙江虎跳峡两家人等地段都遭受到强烈的断裂作用,导致岩体破碎,形成了大型复杂松散堆积体;而虎跳峡河段90%以上的堆积体发育在距离断裂500m的范围内(刘衡秋,2006)。
(3)岩性组合与松散堆积体之间的关系
松散堆积体主要发育在斜坡地带,尤其是上陡下缓的复式斜坡,最有利于松散堆积物的发育与分布。一般斜坡下部在25°以下,上部陡峭部分在38°以上,如川藏公路的波密地区、金沙江龙蟠地带以及两家人地段。这与构成斜坡的岩石类型有密切的关系,上硬下软的岩性组合是形成此类斜坡及发育大型松散堆积体的最佳条件(殷跃平等,2000;张加桂,2001)。一方面上部坚硬脆性岩石如灰岩或泥质灰岩受断裂错动的影响,地形陡峭,岩体也更容易碎裂化,不同成因类型的斜坡破坏方式均可形成大量的松散堆积物;另一方面下部岩性较弱的岩石在河流(侧蚀)作用下易形成宽缓的平台,且利于赋存大量外来物质。如金沙江两家人地段斜坡上部为上泥盆统大理岩,下部为片岩和千枚岩;三峡库区巫山新城址区松散堆积体斜坡和奉节县宝塔坪滑坡下软(T2b2)上硬(T2b3)的“易滑地层组合”,其中T2b2为巴东组二段钙质泥岩,T2b3为巴东组三段中厚层泥质灰岩、白云质灰岩。
4.1.2 典型堆积体斜坡形成机理剖析
4.1.2.1 两家人大型松散堆积体的成因机制
(1)基本地质背景
该堆积体位于虎跳峡两家人村附近金沙江河谷左岸,距规划中的上虎跳坝址下游约2km。此处河流流向为NNE向,河道狭窄,河谷呈不对称的“V”字形。右岸边坡较陡,地形坡度大于60°;左岸边坡上陡下缓,上部陡崖受断裂控制,坡度一般在70°以上,下部较缓,斜坡坡角平均约25°。左岸地势西高东低,东侧谷底金沙江水面高程1800m左右,后缘第一岸坡高程在3500m以上;两岸阶地极不发育,属典型的高山峡谷重力侵蚀地貌。
堆积体处在近SN走向玉龙-哈巴复背斜SW翼,其下伏基岩下段为时代不明的灰-灰白色含绢云片岩、云母石英片岩,夹深灰-黑灰色绢云片岩、绢云千枚岩,为一套复理式砂泥岩的中等区域变质岩(M),岩体产状为NW350°∠45°;2100m高程以上为白色上泥盆统的大理岩(D2),垂向节理裂隙发育。大理岩与片岩之间呈断层接触,为虎跳石断裂,属压性断裂,断层总体产状为NE5°~10°∠65°。此处基岩斜坡地层结构属上硬下软的二元结构陡倾反倾类型。
本区属受季风影响的大陆性高原气候区,干湿季节分明,气温垂直变化显著。2000m以下为干热河谷区,年降水量小于700mm,汛期5~10月降水量占全年降水量的80%;海拔2000~3000m的中高山区气候温暖,雨季温湿多雨,旱季晴朗干燥;海拔3000m以上高山区气候寒冷,常有积雪和冰冻。地下水类型以玄武岩孔洞裂隙水为主,水分补给主要来自大气降雨和冰川融水。
(2)形态与物质组成
该堆积体两侧以两家人冲沟和水闸坝冲沟为界,分布在2000~2500m高程之间,最大高差近600m,平面形态为顺河谷方向延伸的条带状(图4.1.1),总面积约0.69km2。堆积体为上下薄,中间厚,平均约80m左右,总方量约0.55×108m3,堆积体下伏基岩(M)面坡度起伏大,呈上下陡、中部缓的形态(图4.1.2)。
图4.1.1 两家人松散堆积体平面示意图
图4.1.2 两家人松散堆积体Ⅰ-Ⅱˊ地质剖面图
堆积体由第四纪松散的或相对松散的岩土体构成,物质成分为碎石或碎块夹细粒土(图4.1.3),并夹有零星的巨大块石,土石比一般为3∶7或4∶6。碎(块)石成分以灰岩为主,主要来源于后缘D2坚硬结晶灰岩及大理岩地层。岩石呈微风化~中等风化状态,其直径大小不等,一般为0.1~1.0m,大者可达10m以上,细粒土主要以粘土为主。
图4.1.3 两家人松散堆积体的物质组成
(3)结构与变形特征
两家人堆积体内部结构已基本解体呈破碎岩块堆积状态,块石间有孔隙,或部分填充不密实,透水性强。在堆积体范围内零星出露有体积较大的岩石露头,在公路开挖而形成的剖面上观察均为堆积体中的巨大块石。这些块石的岩层产状变化较大,多数与下伏基岩产状不一致。地表流水侵蚀非常强烈,在堆积体表面发育有数条规模较大的冲沟(见图4.1.4),一般呈“V”字型,沟宽10~40m,深10~30m。该堆积体结构松散无序,部分范围内隐约可见灰岩层的相对层序关系,说明其成因类型的复杂性。在垂向剖面上具有自下而上的层次性,即下部岩土体主要为巨大的碎裂块石组成,甚至保留了基岩的特征;上部岩土体主要为含碎块石的细粒土,表现形式为碎屑流;中间岩土体则介于两者之间,反映物质分布的非均一性(图4.1.2)。
据野外实地踏勘查证,两家人巨型堆积体后缘和表面未见明显拉张裂缝,民房墙体未见拉裂现象,中下部坡体未见鼓胀变形,只是在冲沟边缘可见局部滑动和崩塌迹象;堆积体前缘沿公路一线,由于公路开挖,导致边坡崩滑(图4.1.5);特别是在雨季,公路常因崩塌、滑坡而受阻,值得说明的是这类局部崩滑均因人类工程活动造成。堆积体结构松散,后期浅层滑坡改造频繁,曾于1992年7月雨后变形破坏产生滑坡,滑体内块石架空,坡陡临空条件好,水文地质条件相对复杂。在大暴雨、强震等外界因素作用下,引起堆积体下滑阻塞金沙江过水断面(夏金梧等,1997)。
(4)堆积体成因类型
两家人堆积体是在复杂而特殊的气候、地质和地貌条件下形成的。据野外详细调查和钻孔资料揭露,其主要表象如下:①在堆积体同基岩之间不存在类似滑坡的、连续的主滑带;②在剖面上具有自下而上由巨大块石-碎石-细粒土夹碎石的堆积层序;表层岩土体非常破碎,风化强烈,呈碎屑流运动形式,属于风化崩坡积堆积体;③堆积体局部范围可见灰岩层的相对层序关系,反映局部下滑的特点;④M片岩与D2大理石化灰岩之间呈断层接触,受构造错动的影响,岩体破碎,易于发生重力崩塌、块体位移,松散堆积体内块石即是崩塌的产物,层理消失,块体排列杂乱;⑤在堆积体的前缘零星分布有河流相砂卵石。对于这种成因类型多解的特性,本文认为两家人大型松散堆积体不是单纯的滑移型,也不是纯粹的重力崩塌或崩坡积形成的堆积体,而是一种由崩塌堆积物、滑坡堆积物、风化坡积物和河流相沉积物混杂的复合地质体(刘衡秋等,2005)。
图4.1.4 堆积体内发育的冲沟图
图4.1.5 公路开挖造成的崩滑现象
(5)成因机制分析区域新构造运动强烈,以间歇式快速抬升为主要特征,从而造成河流下切和侧蚀作用交替增强,并成为河谷斜坡演化的重要动力。本段河谷斜坡下段由软弱岩层(包括片岩和虎跳石断裂带破碎灰岩)组成,在河流侧蚀作用下易形成宽缓的平台,为外来物质的赋存堆积提供有利的空间条件,同时河流冲刷作用会形成河流相砂卵石层,部分保存在堆
积体前缘底部,增加了堆积体成因类型的复杂性。堆积体后缘陡崖受楚波-白汉场断裂控制,在地壳快速抬升运动作用下,断裂活动加剧,使得断裂带附近岩体产生破裂,形成大量的节理或裂隙,导致岩体的强度和刚度降低,并且裂隙的产生和增多更有助于风化作用和被水软化,加速坡体的失稳破坏。由于斜坡上部灰岩属于中等~偏高模量和强度的岩体,其储能条件很好,在应力释放时回弹变形大而易产生变形与破裂。此外,断裂活动引起的垂直位移造成断裂带及其周围地形的高差悬殊,随着断裂的不断活动,坡体更陡(目前坡度在70°以上),临空面更高(1000~1200m),结果重力对坡体的作用加强,引起坡体变形破坏。在降水、地震等动力地质作用下,陡崖上破碎岩体易于发生重力崩塌或岩体倾倒滑移,从而为斜坡下部松散堆积体的
形成提供了大量的物质来源,经漫长的地质历史演化,形成大型复杂松散堆积体。两家人堆积体规模巨大,其形成过程是很漫长的,在这个过程中包括地壳抬升、河流侧蚀、断裂活动、地震、降水和风化作用等内、外动力作用都在不同程度地影响和控制堆积体的形成,其中,地壳抬升运动发挥着重要的影响,它在一定程度上影响着其他动力地质作用方式和强度,如地壳抬升促使断裂活动加剧,岩体结构面发育,从而有助于风化作用和水动力作用,并且当有地震发生时,岩体变形破坏效应更加明显。尽管每个动力作用所起的作用大小不一,但实质上该大型堆积体是内外动力耦合作用相互交替或并行作用的产物(刘衡秋等,2005)。综合基本环境条件和堆积体形成过程中存在的主要动力地质作用,本文认为两家人大型松散堆积体的形成基本上受控于三个基本条件,即地壳间歇式抬升与河流侧切,有利于形成向河谷方向的临空面;岩性软弱,在河流侧蚀作用下易形成宽缓的平台,为堆积体的形成提供有利的存储空间;后缘山体陡峻,岩体强度高,应力释放时回弹变形大,受断层活动的影响,岩体破碎,可提供大量物源,为堆积体的形成提供物质基础。其成因机制可概化为如图4.1.6所示。两家人堆积体在虎跳峡左岸具有代表性,研究其成因机制对于峡谷地带松散堆积体斜坡形成演化具有借鉴意义。
图4.1.6 两家人松散堆积体形成机制图
4.1.2.2 滑石板堆积体滑坡形成机制
(1)滑坡体的基本特征
滑石板滑坡位于下虎跳峡哈巴雪山大具乡一侧,距下虎跳拟选坝址下游不到2km,地理坐标为东经100°18″,北纬27°21″。滑坡体的平均宽度150m,轴线长约300m,厚度约30m,总方量约135×104m3。该滑坡最近一次滑动是在1996年10月28日,滑坡体下滑300余米冲入金沙江,在河谷中形成一座天然堆石坝,造成堵江断流(图4.1.7),部分滑坡碎屑体冲到金沙江对岸,爬高近100m(唐川等,1997)(图4.1.8)。
滑坡所在地地势西北高东南低,斜坡陡壁第一裂点高度在2500m左右,2000m以下为一坡度较缓的凹槽,滑坡体就堆积在此凹槽内(图4.1.9)。滑坡平面形态呈扫帚状,沿凹槽向上呈收缩之势;后缘高程约2000m,向河谷方向伸展至高程约为1650m处。滑坡体轴向S70°E,总体坡度24°左右(图4.1.10),后缘陡壁可见滑坡的残留碎石和泥土。
滑坡体的物质成分以崩坡积成因的块石为骨架,内含(夹)大量碎石和少量泥土,土石比为3∶7或4∶6;碎石成分以灰岩为主,次为泥质灰岩。碎(块)石呈风化~中等风化状态,其直径大小从几毫米到数十厘米不等,一般为数厘米。滑坡体物质主要来源于后缘悬崖陡壁崩落的碎(块)石,因碎(块)石含量多,泥土比例小,坡体结构松散,胶结程度很低。受重力分选控制可见上细下粗的堆积韵律;土石混杂堆积体孔隙度大,透水性强而不均一。地表流水侵蚀非常强烈,在滑坡体表面发育有纵向冲沟,深度为数十厘米左右。
图4.1.7滑坡造成金沙江堵塞
图4.1.8 滑坡碎屑体冲到河谷对岸
图4.1.9 滑石板滑坡发育分布图
滑坡体两侧均可见基岩出露,分属两个不同时代的地层,它们构成滑坡体的侧向限制面。南侧为石炭系灰白色大理岩,产状为92°∠45°,岩体中裂隙发育,裂隙面为二组节理,其产状分别为70°~80°∠60°~75°、330°~340°∠70°~80°。北侧为二叠系灰色大理岩,走向与石炭系大理岩基本一致,倾角约20°。两套岩层之间呈断层接触,二叠系大理岩逆冲在石炭系大理岩之上,受断层挤压影响,岩体内褶曲发育并沿坡向上尖灭。滑床为斜坡堆积物与绿泥石片岩之界面(图4.1.11)。
(2)滑坡体形成机制分析
ⅰ)基础条件
在我国西南地区江河沿岸斜坡普遍存在着由崩坡积、风化卸荷、残坡积和冲洪积等复杂成因形成的第四纪松散堆积物,这类松散堆积物是介于土、岩之间的过渡介质类型,由于其力学强度低,稳定性差,成为“易滑体”(刘衡秋等,2010)。滑石板滑坡作为该地区崩坡积松散堆积体滑坡的典型代表,其形成的基础条件包括:
a.特殊的地形地貌为滑坡提供了有利的临空条件
新构造间歇式抬升运动,配合长期的、缓慢的河流冲刷作用下,形成区域左岸特殊的上陡、下缓的复式斜坡,一般下缓在25°以下,上陡在38°以上。这种特殊斜坡有利于崩坡积物的发育与分布,为松散堆积体滑坡的形成提供了有利的临空条件。
图4.1.10 滑石板松散堆积体滑坡平面示意图
图4.1.11 滑石板滑坡Ⅰ-Ⅱˊ地质剖面示意图
b.崩坡积物是形成滑坡的主要载体
后缘悬崖陡壁岩体受断层错动的影响,裂隙发育,风化强烈,在自重作用下容易崩落,堆积在下部缓坡地带。由于结构松散,堆积物本身稳定性就差,在达到一定厚度之后堆积体因自重作用具有足够的下滑力。因此,崩坡积物的堆积是滑坡的前提,大量的松散堆积体成为滑坡的主要载体。
c.软弱岩层构成滑坡的滑移控制面
软弱岩层是形成滑坡的不利内在条件。滑石板疏松堆积体的底板为岩性软弱的绿泥石片岩,该岩层遇水极易软化和泥化,透水性极差,加之倾向坡外,不利于松散堆积体的稳定。片岩与堆积体之间的接触面是浅部地下水的汇集与径流带,在降雨时斜坡体的水压力迅速增大,大大降低片岩的抗剪强度。绿泥石片岩构成本区的一个主要软弱结构面,易形成滑坡的控制性滑移面,这是导致斜坡失稳的一个重要因素。
d.断裂构造对堆积体形成的控制作用
滑石板斜坡地带发育有一逆断层F,二叠系大理岩逆冲在石炭系大理岩之上(图4.1.12)。该断层属研究区一级结构面,一方面对当地主要地貌单元的形成起决定作用,加之水流的冲刷作用,形成向河谷方向的临空面,较高的重力势能为岩体崩落创造了基本的运动条件。另一方面断层起碎化岩体的作用,岩石松动破碎,受自重作用向坡下方向源源不断提供大量的破碎岩石,堆积在下面的缓坡地带形成松散堆积层,为滑坡提供物源。断裂构造对该松散堆积体滑坡的形成起直接的控制作用,它的活动性决定了崩坡积松散堆积体变形破坏的形式和规模。
图4.1.12 堆积体上缘陡壁上发育的逆冲断层
ⅱ)堆积体滑动的内外动力作用分析
斜坡地带的第四系崩坡积物,由于其结构松散性而易于变形破坏;它对内、外动力作用(降雨、地震和人类工程活动等)非常敏感,易于受降雨形成的流水冲刷、侵蚀、入渗作用以及地震的影响而改变其稳定状态。
a.降雨对滑坡的触发作用
滑坡区的地形、地貌十分有利于地表水的汇流和下渗。崩坡积体结构松散,孔隙度大,大气降雨可直接渗入坡体。由于堆积体底板为透水性差的顺坡向层状绿泥石片岩,地下水难以下渗,只能在坡体中运动,形成上层积水,造成强大的动水压力及孔隙水压力,坡体与片岩之间界面的力学强度降低,抗滑力下降,促使坡体向下滑坡。滑坡前为长达5个月(6月初~10月初)的降雨期,据永壳气象站(海拔1920m)1996年9月20日至10月27日的降雨资料统计,总降雨量为165.2mm(图4.1.13),降雨的诱发作用促使堆积体产生整体式滑动。因此,降雨是触发该滑坡发生的一个主要因素。
图4.1.13 1996.9.20~1996.10.26日降雨量统计图
b.地震对滑坡稳定性的影响
研究区最近的一次地震活动是1996年2月3日丽江MS=7.0级地震,滑坡区距离震中大约25km,地震烈度Ⅷ度(韩新民等,1997)。受短暂突变的地震力反复冲击,此次地震对滑石板崩坡积堆积体结构的扰动还是很明显的,虽然没有明显导致堆积体滑动,但堆积体的稳定性会大大降低,整体处于临近斜坡失稳状态。
唐川等(1997)称滑石板滑坡为地震滞后型滑坡,但从降雨和地震的影响来看,滑坡前一个多月中,日最大降雨量为60.5mm(10月4日),降雨强度并不是很大。因此,我们认为滑石板滑坡是降雨和地震双重作用而诱发产生的。地震动促使堆积体斜坡变形破坏,稳定性下降并临近失稳状态,雨季到来时,雨水沿孔隙渗入,堆积体附加荷载增大,并且水体使片岩软化,孔隙水压力迅速增大,造成堆积体整体式滑动。
(3)滑坡演化过程
根据滑石板堆积体滑坡的发育特征,该滑坡的形成经历了先堆积后滑动的过程。其演化的全过程是极其复杂的,但本质上是抗滑力F和下滑力F'矛盾的对立和统一过程(下滑力与抗滑力平衡破坏而导致滑坡)。因此,为了简化演化过程的概念模型,将该滑坡的形成演化过程分为三个阶段(图4.1.14)。
1)碎石体堆积阶段。滑石板悬崖陡壁崩落物质加荷于后缘堆积体,部分顺坡滚落堆积在下面滑坡地带,且厚度逐渐增大;由于崩坡积堆积体属土石混杂堆积,结构松散,本身就处于非稳定状态,因而堆积的厚度越大,其稳定性就越差;潜在滑移体的下滑力F'逐渐增大,但总体上是抗滑力F大于下滑力F',其局部虽有一定的变形,但整体仍处于相对稳定状态。
2)自然休止状态。松散堆积体达到足够的厚度,整体处于失稳的临界平衡状态,对外界扰动作用非常敏感。此时抗滑力F基本上等于或略大于下滑力F',潜在滑体以自然休止角38°~40°堆积在斜坡上。
3)显著滑动阶段。潜在滑动面的抗剪强度受不利因素(如强降雨等)的影响而下降,抗滑力就会降低,水压力等不利因素又增加下滑力。当整体抗滑力F小于下滑力F'后,堆积体从蠕变、潜移而发展到加速运动,而当位移发展、积累到一定程度时会导致整体滑动突然发生。下滑后的松散堆积体厚度变小,因自身组织的不断调整,下滑力急剧下降,此后抗滑力大于下滑力,斜坡体由不稳定转向稳定的逐渐变化过程中,进入新一轮崩落堆积阶段。经持续而又长期的堆积并达到足够的厚度或临界平衡状态后,在环境因素变化下又会产生类似上述的破坏失稳滑动。
图4.1.14 滑石板滑坡形成演化过程图
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经过几十亿年的海相沉积和陆相沉积,在“晋宁运动”、“印支运动”、“燕山运动”和“喜玛拉雅运动”等地质运动的作用下,造就了长江三峡地区奇特的地貌景观和山川形胜。
三峡由雄伟险峻的瞿塘峡、幽深秀丽的巫峡、滩多水急的西陵峡组成,西起重庆奉节白帝城,东止湖北宜昌南津关,全长193公里。这里四季分明,冬稍冷,夏炎热,气候垂直分带明显。动植物种类繁多,三峡库区列入国家保护植物名录的物种有150种、珍稀濒危植物51种;国家一级保护动物10种,国家二级保护动物54种。矿产资源十分丰富,已发现各类矿产67种,探明储量的有54种,开发利用的有39种。已探明16种矿产资源储量排在全国前10位。
长江和三峡的形成
长江
我国第一大河。长度居世界第三位。源于沱沱河,出青海省西南边境唐古拉山脉各拉丹冬雪山,流经通天河;南流到玉树县巴塘河口以下至四川省宜宾市间称金沙江;宜宾至湖北宜昌河段称川江,扬州以下称扬子江。流经西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省区,在上海市入东海。全长6300公里。
长江三峡的形成是漫长的地质演变的结果。8亿年前,我国南方发生了“晋宁运动”,使这片露出海面的扬子古陆普遍发生褶皱、变质,大规模的岩浆活动,形成以花岗岩为主的坚硬侵入岩,这就为建筑三峡大坝提供了优良的坝基基础。
大约在古生代时期(开始于距今5.7亿年,结束于距今2.3亿年),三峡地区主要为海洋环境。中生代三叠纪末期(距今约1.9亿年)的 “印支运动”使三峡地区上升,海水退去,由大洋转为陆地。
7000万年前的“燕山运动”所造成的自北向南的推动力与太平洋壳自东向西的阻力共同作用,形成三峡地区现代地貌的基本骨架——川东皱褶带、盆周山地及鄂西山地,古代长江顺着山间低凹地带向东流去。
喜马拉雅运动形成了我国西高东低的地势,发源于青藏高原的古长江河源水系,汇聚起四川盆地内巨大的水量,沿着古代长江流路向东流去。当它流经泥岩、页岩和砂岩出露较多的向斜地段时,由于岩性松软,便形成宽敞的河谷;流经以石灰岩为主的背斜山地时,因岩性致密坚硬,抗蚀力强,江水顺着较发育的垂直裂隙向下侵蚀,两岸谷坡岩层失去支撑而崩塌,形成幽深险峻、峭壁临江的峡谷。经过漫长岁月的雕饰,天地间鬼斧神工般地造就了一个驰名中外的奇峡——长江三峡。
关于三峡的起源和时代问题,目前还是众说纷纭,归纳起来有先成河、顺向河、迭置河和袭夺河等四种假说。至于三峡形成的时代,有学者认为在侏罗纪或白垩纪,也有学者认为在第三纪以后。三峡的形成仍是自然之谜,还需进一步研究,待后人揭开谜底。
硅化木
硅化木也称木化石,侏罗纪古老树木死亡后的茎杆被埋藏在地层中,茎杆周围的化学物质二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等在地下水的作用下进入到树木的次生木质部的细胞中,替换了原来的木质成分,保留了树木的形态,经过石化作用形成了木化石。因为所含的二氧化硅成分多,所以,常常称为硅化木。
长江三峡
瞿塘峡 一称夔峡。长江三峡之一。包括风箱峡和错门峡。西起重庆市奉节县白帝城,东至巫山县大宁河口,其中白帝城至大溪间为狭窄谷地;长8公里,为三峡中最短的峡。两岸悬崖壁立,江面最狭处只有百余米,江流湍急,山势峻险,号称“天堑“。西口称夔门。大溪至大宁河口为大宁宽谷,长25公里。
巫峡 因巫山得名,一称大峡。长江三峡之一。包括金盔银甲峡和铁棺峡。西起重庆市巫山县大宁河口,东至湖北省巴东县官渡口,绵延约40公里为狭窄形谷地。长江横切巫山主脉的石灰岩层,峡谷特别曲折幽深,高峰海拔1000米以上,著名的“巫山十二峰”并列江边,以神女峰(望霞峰)最奇。
西陵峡 长江三峡之一。西起湖北省巴东县官渡口,东至宜昌市南津关,全长120公里。分为四段:官渡口至香溪间为香溪宽谷(长约45公里);狭窄形谷地;香溪至庙河间为兵书宝剑峡、牛肝马肺峡和崆岭峡;狭窄形谷地。庙河至南沱间为庙南宽谷(长约33公里),开阔谷地。南沱至南津关间为灯影峡及黄猫峡。峡谷段合长42公里,狭窄形谷地。两岸峭壁巉岩,以牛肝马肺峡最险。
三峡气候
唐代诗人元稹诗曰:“曾经沧海难为水,除却巫山不是云。”
三峡云的形成有科学道理。三峡地区云雾受海拔高度、山脉地形(山脉的走向、坡向、坡度、山谷、山顶、隘口等的差异)和气候等因素的影响,在季节、气温、光照、气流、水份的综合作用下,呈现出姿态各异的绮丽景观,有的云雾围绕着山峰盘旋飘动,忽而离散,忽而聚合;有的云雾直接从水面上缓缓上升,断断续续,若即若离,而且离地面很近,仿佛伸手就能触摸到;云雾姿态多变,且不在同一平面,最高的在山蜂顶上,最低却在水面上,升腾变化,令人产生无尽的睱想。
三峡动物
三峡地区有动物738种,属国家一级保护动物有10种,二级保护动物有54种。
鸟类331种,属国家一级保护动物的有3种: 黑鹳、金雕、白肩雕。二级保护的有36种:大天鹅、小天鹅、鸳鸯、白琵鹭等。
兽类101种,属国家一级保护动物的有4种:川金丝猴、云豹、金钱豹、虎二级保护动物的有16:黑熊水獭、大灵猫、小灵猫、猕猴等。
金雕
国家一级重点保护动物。栖息地海拔多为1500-4000米的中高山,草原或针叶林山区,冬季大多到平原或农田、林地上空活动。山地营巢于悬崖峭壁上的平台或凹处,在林地可营巢于树龄较长的高大乔木上。窝卵数二枚,偶见三枚。捕食能力强,捕食对象主要以体型稍大的鸟兽为主,如野兔、雉类等,在有些地区繁殖期甚至以当地数量很多的刺猬为主要食物。巫山、巫溪、兴山县等地有发现。
鱼类274种,属国家一级保护动物的有3种:中华鲟、达氏鲟、白鲟。二级保护的有1种:胭脂鱼。
两栖类32种。国家二级保护动物1种:大鲵。
爬行类35种:乌龟、中华鳖、烙铁头等
三峡植物
三峡地区有着丰富的植物资源,生物多样性丰富度极高,三峡地区的管束植物有6088种,其中包括种以下等级(亚种、变种、变型)1100多个,分属于208科,1428属,约占全国植物总数的20%,其中种子植物占全国种子植物总数的22%。
代表性植物:红豆杉、珙桐、古银杏、桫椤树、黄桷树、罗汉松、大茶树、中华蚊母、疏花水柏枝、方竹、楠木、崖柏等。
疏花水柏枝
为三峡库区特有植物,主要分布于巫山、巴东、秭归三县沿江两岸水位消涨带内的较平坦沙滩地,其土壤为冲积土,且常与石块混杂在一起,少数情况下,也分布于海拔高度为80-130M之间带内较平坦的石块缝中。作为河滩植被类型,其生境单一,且在长江汛期常被洪水淹没,因而群落物种构成简单。
阴沉木
阴沉木又称乌木、炭化木,有"东方神木"之称。阴沉木多为杉木,是数千年乃至上万前的古树沉入江河、沼泽淤泥中,经河水、泥沙及碳化环境的长年侵蚀、渗透,其木质结构逐渐被碳化而变得质地坚硬细密,古朴沉重,表面光滑怪异,具有铁的质感的一种“沉积木”。近年来,在重庆的三峡库区多有发现。
阴沉木是一种不可再生的自然产物,对于研究历古地史时期的地理、气候、环境以及对当时植物物种发展与演变具有一定的科研价值。
冶锌遗址
关于我国古代炼锌的起源时间问题,一直是世界冶金史上的重要课题。明末的宋应星在其所著的《天工开物》中对锌(当时称“倭铅”)的冶炼做过记载,但由于过于简略,使后人难以明了当时的关键技术过程。丰都县境内炼锌遗址是一个极具研究价值的古代大规模的炼锌遗址群,在全国乃至世界考古中实属罕见。通过对该遗址群的综合考察,为研究我国古代炼锌技术的起源、发展和进步过程,提供了极为丰富、完整、系统、科学的考古资料,使丰都乃至重庆地区成为我国古代冶金考古和冶金史研究的中心之一,极大地推进了我国古代炼锌技术的研究进程。
丰都县境内三峡淹没区现存炼锌遗址多处,主要分布在长久沿岸的一级阶地上。窑炉选择多在台地临江及小冲沟两旁的边坡地带。这一选择主要有4个原因。1、少占良田2、利用坡地自然抽风,增加窑炉的燃烧性;3、坡地便于倾倒炉渣;4、便于原料及产品的运输。
长江三峡是中华文明最璀璨的地区之一。千百年来,三峡人与山水为伴,世代耕耘,辛勤劳作。特殊的自然环境造就了三峡人大山一样宽厚坚忍的性格,大江一样豪放旷达的气度。那些延伸在峡江绝壁上的栈道,勒在峭壁上的纤痕,留在峡江两岸岩石上的纤道,纤夫在急流险滩中高亢昂奋的号子,都真实记录了三峡人的生存状态,见证了三峡人百折不挠的顽强精神;在与山水的撞击中,三峡人传承历史、创造文明,形成了独特的三峡文化。
三峡民居
受地理地貌和自然生态环境的影响,民居选址大多背依青山,面临流水,自然质朴,随形造式,充满了强烈的山地意识,形成极有特色的人文地表景观。民居建筑多以穿逗式、干栏式为主;其建筑具有因地制宜、就地取材、造福防灾的功用观,人地和谐、乡土特色的审美观,崇拜自然、保护环境的生态观,是一种具有浓郁地方特色和深厚文化内涵的传统民居建筑文化。
木刻《石柱县向氏族谱叙考》(1936年刻)
该木刻纵3.1米,横5.35米。3300余字,楷书。“叙考”文字叙述了居住在重庆石柱县桥头乡向氏家族的源流、支脉情况。元代战乱,向氏的一支避乱入蜀;明洪武年间(1368-1398),又一支“奉旨”入蜀(即明初的“湖广填四川”)。其后裔广居万州、丰都、忠州、石柱等地。该木刻文字是研究桥头乡向氏家族历史的珍贵资料。
中国百姓的族谱,其载体一般为纸本书籍,而此“叙考”为木刻,实属罕见。
背篼、背荚、打杵子
三峡库区丘陵、山地面积占总面积的95.7%,由于山高坡陡,道路陡峭、狭窄;因此人力运输多以背负为主,背篼、背荚成为当地主要运输工具。打杵子成为人力运输休息时负重的一种工具。
三峡纤夫
历史上对三峡纤夫拉纤有生动描述。
清代的著名学者陈明申在《夔行记》中记载:“大船用纤夫五六十人,小亦二三十人,上拉下推,逆流而上。遇滩合三四船之纤夫百余人,共拉一船”。古代三峡的拉纤,最为惊险壮观!纤夫裸露着脊背,古铜色的肤色,凸起的筋骨,大汗淋漓的额头,轮廓分明的脸写满了大山的风骨,肩胛上勒出深深的发红的印痕,一双粗壮的大手拽着纤绳,逆流而上攀爬在峭壁与险滩之间,拼尽全力牵引大船。拉纤的夥掌头在不时的高喊注意前方的道路,船上的蒿工点蒿不断,纤夫的号子声、喊声响成一片!纤夫拉纤的纤绳,是用竹篾和麻绳纽编而成的,一般长约百丈,用之前要放到石灰水里煮以增加韧性。因此,在唐代称之为“百丈”,清以后称“纤绳”,沿用至今。每船备有大中小三根,大的称“坐藤”,重载船过凶滩时用;中者称“二行”过一般险滩时用;小者称“飞子”,空驶或过缓流时用。
峡江滩多水急,拉纤人的生活极为艰难! “可怜牵船人,水湿半头裤,一步千滴汗,双手攀石路 ”。在前行的过程中,稍有不慎,就会掉下悬崖成为祭祀江流的亡灵。年复一年,三峡纤夫用生命和勇气,拉动着急流中的舟船和三峡两岸的经济发展。随着三峡工程的完工,纤夫拉纤已成为过去,在与凶滩恶水搏斗中喊出的船工号子已成为江上绝唱!三峡两岸崖壁上,那些千百年来,纤夫用纤绳和血汗磨出的道道沟痕和凹槽的纤夫石,它们(纤痕)一起见证了三峡人坚韧顽强的生命意志,见证了长江水运的苦难,蕴含着深刻而悲壮的人文精神。
千百年来,三峡人因河制宜,创造了适合大小河流、不同河段、不同水势行驶的各式船只。据了解:往来于川江上游的船只,有上百种之多,最常见的也有数十种。其种类之多,造型之独特,在全国实属罕见。
这些船是我们在三峡地区征集的。 有蓬的是峡江上最常见的打渔船,这艘船身狭长,船底较平,船头船尾两头上翘,长约10米,宽约1米的船名为辰驳子。因形如柳叶,当地人又称之为“柳叶舟”。主要航行在大宁河和神农溪、马渡河等江流上。它们是三峡人重要的生产和生活用具。
这些造型各异的三峡木船,对沟通东西往来,促进经济文化交流,以及内河航运发挥着巨大的作用,并在历史发展过程中形成了独特川江舟楫文化。
宏伟的三峡水利枢纽工程,不仅有三峡百万移民的无私奉献,也是中国人民勇气和智慧的体现,更是综合运用当今世界现代化科学技术的结晶。三峡枢纽工程竣工以后,将彻底改变长江的面貌,瑰丽三峡与雄伟的大坝建筑珠联璧合,让你不由感叹大自然鬼斧神工的奇巧和现代科技改天换地的神奇。
1956年6月,毛泽东在武汉视察工作期间,写下了《水调歌头•游泳》的诗作,表达了修筑三峡水库的宏伟设想。《水调歌头·游泳》手迹
三峡寻梦
千百年来,峡江地区以它独特的地理环境影响着三峡人的生产生活、思想文化,利用三峡,修建水利工程,造福人民是中华民族的百年梦想。
1919年孙中山在上海创办了《建设》杂志,遂将《实业计划》发表。就在《实业计划》之“改良现有水路及运河”一节中,除阐述整治长江口至重庆间的航道,建设沿江港埠等航业问题外,便是长江上游的水利开发。后在演讲《民生主义》时明确提出利用三峡水力发电的设想。
1924年8月17日孙中山在广州国立高等师范学校演讲《民生主义》,就明确说明是在三峡建坝发电。
“象扬子江上游夔峡的水力,更是很大。有人考察由宜昌到万县一带的水力,可以发生三千余万匹马力的电力,比现在各所发生的电力都要大得多,不但是可以供给全国火车、电车和各种工厂之用,并且可以用来制造大宗的肥料”。
孙中山《民生主义》
毛泽东在1 9 5 3 年1 2 月第一次考察长江时,把时任长江水利委员会主任的林一山请进自己的船舱,详细地询问了长江流域的治理规划,探讨了治水大计。
1958年1月,他在中共中央南宁会议上委托周恩来亲自抓长江流域规划和三峡工程。同年3月召开的中共中央成都工作会议,通过了周恩来主持起草的《中共中央关于三峡水利枢纽和长江流域规划的意见》,正式决定兴建三峡工程。“更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖。”一个彻底征服长江的宏伟蓝图在这位伟人胸中诞生了。
三峡移民精神
顾全大局的爱国精神
库区百万移民,以国家利益为最高利益,以民族大义为最高道义,自觉舍弃家庭利益和个人利益,顾全大局、舍家报国。
舍己为公的奉献精神
广大移民干部为了库区移民“搬得出、稳得住、逐步能致富”,牢记党的全心全意为人民服务的宗旨和执政为民的要求,以移民为先、以移民为重,舍己为公、无私奉献。
万众一心的协作精神
在党中央、国务院的统一领导下,有关省市、中央部门在三峡库区建设和移民工作中,相互理解、倾力支持,万众一心、团结协作。
艰苦创业的拼搏精神广大移民和移民干部,在三峡库区建设和“重建家园”的实践中,不畏艰险、顽强拼搏,艰苦创业、奋发有为。
2002年末—2003年初,中央电视台举办了《感动中国2002年度人物评选》活动,以“感动中国”为主题,评选出了10位年度人物和一个特别贡献奖。候选人来自各个领域,但他们共同的震撼人心的人格力量感动了整个中国。三峡百万移民因为“舍小家为大家”荣获特别大奖。“让三峡博物馆代表移民收藏这段历史,让三峡博物馆成为移民的精神家园。”2003年7月3日,三峡百万移民获得的“感动中国——2002年度人物”特别贡献奖的奖杯和证书正式被重庆中国三峡博物馆收藏。
三峡工程
从20世纪50年代中期开始,新中国对三峡工程连续进行了40多年的的地质勘测工作,最终确定三斗坪作为三峡工程坝址。三峡全长192千米,从工程地质学角度看,只有庙河至莲沱,长31千米,为火成岩——闪云斜长花岗岩,三斗坪坝址就位于这一江段。坝址的花岗岩,由地壳深处的花岗岩岩浆冷凝结晶而成。岩性均一,岩体完整,力学强度高;岩体透水性微弱;坝址属于一个稳定性较高的刚性地块。是适于建设混凝土高坝的坝址。
1992年4月3日,七届全国人大五次会议审议通过了《关于兴建长江三峡工程的决议》。这项投资超过2000亿,工期达17年的跨世纪工程终于获得了“出生证”。为了充分发挥重庆市作为特大经济中心城市的作用,并且有利于三峡工程建设和库区移民的统—规划、安置,中央决定设立重庆直辖市。1997年3月14日,全国人大八届五次会议审议通过了,国务院提请设立重庆直辖市的议案。6月18日,重庆直辖市正式挂牌。
按照我国水利水电行业标准,三峡工程永久枢纽建筑物均为一级建筑物,要求按千年一遇洪水标准进行设计(洪水流量为98800立方米/秒),万年一遇洪水再加10%的标准进行校校(洪水流量为124300立方米/秒)。抗震标准按比坝址区地震基本烈度Ⅵ度提高1度设防,即按Ⅶ度设防。
㈥ 工程地质学中横弯曲与纵弯曲的本质区别,并分别说明各自形成机理和特征
看来你还真是外行,横弯曲与纵弯曲这样的说法就不专业。全称叫横弯褶皱作用机制和纵弯专褶皱作用机制,是用属来描述褶皱的形成机制的。前者是指褶皱形成过程中,作用力方向与岩层近于垂直;后者则是指岩层弯曲形成褶皱时受到了顺层挤压。 一两句能也很难完全说清楚,建议参考《构造地质学》(朱志澄,主编,地质出版社)
㈦ “爆破"具体是干什么
爆破技术 blasting technique 利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构,并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。这种技术涉及到数学 、力学、物理学 、化学和材料动力学、工程地质学等多种学科。作为工程爆破能源的炸药,蕴藏着巨大的能量。1千克普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×106 焦耳,温度高达 3000℃,经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×108千瓦,其气体压力达几千到一万多兆帕,远远超过了一般物质的强度。在这种高温高压作用下,被爆破的介质(如岩石等)呈现为流体或弹塑性体状态,完全破坏了原来的结构。 工业炸药必须用雷管才能引爆,比较安全。现代起爆方法有电和非电两种方式:前者由电热点燃电雷管内的灼热桥丝引爆炸药;后者则由导火索的火焰或导爆索、导爆管传递的冲击波引爆雷管,从而起爆药包。 爆破方法 爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药,放入起爆雷管,然后引爆。根据药包形状和装药方式的不同,爆破方法主要分为三大类: 炮孔法 在介质内部钻出各种孔径的炮孔,经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的,统称炮孔法爆破。如用手持式风钻钻孔的,孔径在 50毫米以下、孔深在4米以下的为浅孔爆破;孔径和孔深大于上述数值的为深孔爆破;在孔底或其他部位事先用少量炸药扩出一个或多个药壶形的为药壶法爆破。炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。 药室法 在山体内开挖坑道、药室,装入大量炸药的爆破方法,一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的,在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。中国四川攀枝花市狮子山大爆破(1971 )总装药量 10162.2吨,爆破1140万米3,在世界上也是最大规模的大爆破之一。药室法爆破广泛应用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程,特别是在露天矿的剥离工程和筑坝工程 ,能有效地缩短工期 ,节省劳动力,而且需用的机械设备少,并不受季节和地方条件的限制。 裸露药包法 不需钻孔,直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面,具有独特作用,仍然是常用的有效方法。 爆破技术 在上述三种爆破方法的基础上, 根据各种工程目的和要求,采取不同的药包布置形式和起爆方法,形成了许多各具特色的现代爆破技术,主要有以下几种。 微差爆破 又称毫秒爆破,是40年代出现的爆破新技术。在雷管内装入适当的缓燃剂,或连接在起爆网路上的延期装置,以实现延期的时间间隔,这种系列产品间隔时间,一般以13~25毫秒为一段。通过不同时差组成的爆破网络,一次起爆后,可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆,获得良好的爆破效果。 微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小,被爆破的岩块在移动过程中互相撞击,形成极其复杂的能量再分配,使岩石破碎均匀,缩短抛掷距离,减弱地震波和空气冲击波的强度,既可改善爆破质量,不致砸坏附近的设施,又能提高作业机械的使用效率,有较大经济效益,在采矿和采石工程中广泛应用。 光面爆破和预裂爆破 50年代末期,由于钻孔机械的发展,出现了一种密集钻孔小装药量的爆破新技术。在露天堑壕、基坑和地下工程的开挖中,使边坡形成比较陡峻的表面;使地下开挖的坑道面形成预计的断面轮廓线,避免超挖或欠挖,并能保持围岩的稳定。 实现光面爆破的技术措施有两种:一是开挖至边坡线或轮廓线时,预留一层厚度为炮孔间距1.2倍左右的岩层,在炮孔中装入低威力的小药卷,使药卷与孔壁间保持一定的空隙,爆破后能在孔壁面上留下半个炮孔痕迹;另一种方法是先在边坡线或轮廓线上钻凿与壁面平行的密集炮孔,首先起爆以形成一个沿炮孔中心线的破裂面,以阻隔主体爆破时地震波的传播,还能隔断应力波对保留面岩体的破坏作用,通常称预裂爆破。这种爆破的效果,无论在形成光面或保护围岩稳定,均比光面爆破好,是隧道和地下厂房以及路堑和基坑开挖工程中常用的爆破技术。 定向爆破 50年代末和60年代初期,在中国推行过定向爆破筑坝,3年左右时间内用定向爆破技术筑成了 20多座水坝,其中广东韶关南水大坝(1960),一次装药 1394.3吨,爆破226万米3,填成平均高为62.5米的大坝,技术上达到了国际先进水平。 定向爆破是利用最小抵抗线在爆破作用中的方向性这个特点,设计时利用天然地形或人工改造后的地形,使最小抵抗线指向需要填筑的目标。这种技术已广泛地应用在水利筑坝、矿山尾矿坝和填筑路堤等工程上。它的突出优点是在极短时期内,通过一次爆破完成土石方工程挖、装、运、填等多道工序,节约大量的机械和人力,费用省,工效高;缺点是后续工程难于跟上,而且受到某些地形条件的限制。 控制爆破 不同于一般的工程爆破,对由爆破作用引起的危害有更加严格的要求,多用于城市或人口稠密、附近建筑物群集的地区拆除房屋、烟囱、水塔、桥梁以及厂房内部各种构筑物基座的爆破,因此,又称拆除爆破或城市爆破。 控制爆破所要求控制的内容是:①控制爆破破坏的范围,只爆破建筑物需要拆除的部位,保留其余部分的完整性;②控制爆破后建筑物的倾倒方向和坍塌范围;③控制爆破时产生的碎块飞出距离,空气冲击波强度和音响的强度;④控制爆破所引起的建筑物地基震动及其对附近建筑物的震动影响,也称爆破地震效应。 水下爆破 将炸药装填在海底或水下进行工程爆破的技术,是和露天爆破相对的另一个领域。举凡疏通航道,炸除礁石,拆毁水下沉船 、建筑物 ,开挖港口码头和航道基坑,以及处理码头堤坝的软弱地基等类爆破,都属于水下爆破的范畴。 水下爆破也和露天爆破一样,都要用裸露钻孔和药室装药等方法实现爆破目的;不同的是水下施工比较复杂、困难,长期以来多由潜水员在水下进行钻孔和装药等技术作业。工作范围既受水深的限制,又受潮汐水流的影响,效果欠佳。 由于水作为介质的阻力远比空气大,因此计算装药量时,必须考虑水的深度,才能保证爆破效果;同时水介质传播冲击波的能力也远大于空气,附近若有其他水工建筑物时,多采取气泡帷幕方法,降低水中冲击波的峰值压力,作为防护手段。 80年代以来,试验成功了水下压缩爆破方法,以水为传播压力的介质,压实水下淤泥等类软土地基,代替过去用机械船挖除淤泥的清基方法,既经济又方便,有效地扩大了水下爆破的应用范围。 地下爆破 不同于露天和水下爆破,通常是在一个狭窄的工作面上进行钻爆作业,因此,它的特点是装药量少或使用低威力的炸药,多炮眼,装药量分散,爆破作用力均匀分布,属于前述松动爆破的情况,最大限度地减少对围岩的破坏程度,技术上的要求比较严格。 地下爆破从技术上可分为两种:一是起掘进作用的掏槽爆破。其目的是在只有一个临空面的条件下,首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴,这个槽穴是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽爆破的炮孔布置方法很多,必须根据地质构造、断面大小和施工机械等条件,确定良好的掏槽眼(孔)的布置形式。二是要使地下坑道造成一定横断面形式的成形爆破。这种布孔法称周边孔,也称刷帮爆破。爆破的作用力是在两个临空面上均匀分布的,除了要使炸落的岩石块度均匀,便于清渣,抛置不太远,不致打坏支撑等以外,还应保证坑道开挖限界外的围岩受到最小的破坏,以减少超挖的数量。 随着地下工业的发展,为开挖地下飞机场、库、厂房等大面积空间的工程,使地下爆破技术也逐渐向大规模的大钻孔爆破技术发展。但目前地下大爆破技术经验较少。自从光面、预裂爆破技术应用于地下工程以后,促进了锚杆喷混凝土支护技术的发展,每次爆破的超挖量减少到了最低量,围岩的稳定性大为增加,使地下工程收到很大的经济效益。
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爆破技术 blasting technique 利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构,并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。这种技术涉及到数学 、力学、物理学 、化学和材料动力学、工程地质学等多种学科。作为工程爆破能源的炸药,蕴藏着巨大的能量。1千克普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×106 焦耳,温度高达 3000℃,经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×108千瓦,其气体压力达几千到一万多兆帕,远远超过了一般物质的强度。在这种高温高压作用下,被爆破的介质(如岩石等)呈现为流体或弹塑性体状态,完全破坏了原来的结构。 工业炸药必须用雷管才能引爆,比较安全。现代起爆方法有电和非电两种方式:前者由电热点燃电雷管内的灼热桥丝引爆炸药;后者则由导火索的火焰或导爆索、导爆管传递的冲击波引爆雷管,从而起爆药包。 爆破方法 爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药,放入起爆雷管,然后引爆。根据药包形状和装药方式的不同,爆破方法主要分为三大类: 炮孔法 在介质内部钻出各种孔径的炮孔,经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的,统称炮孔法爆破。如用手持式风钻钻孔的,孔径在 50毫米以下、孔深在4米以下的为浅孔爆破;孔径和孔深大于上述数值的为深孔爆破;在孔底或其他部位事先用少量炸药扩出一个或多个药壶形的为药壶法爆破。炮孔法是岩土爆破技术的基本形式。 药室法 在山体内开挖坑道、药室,装入大量炸药的爆破方法,一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的,在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。中国四川攀枝花市狮子山大爆破(1971 )总装药量 10162.2吨,爆破1140万米3,在世界上也是最大规模的大爆破之一。药室法爆破广泛应用于露天开挖堑壕、填筑路堤、基坑等工程,特别是在露天矿的剥离工程和筑坝工程 ,能有效地缩短工期 ,节省劳动力,而且需用的机械设备少,并不受季节和地方条件的限制。 裸露药包法 不需钻孔,直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面,具有独特作用,仍然是常用的有效方法。 爆破技术 在上述三种爆破方法的基础上, 根据各种工程目的和要求,采取不同的药包布置形式和起爆方法,形成了许多各具特色的现代爆破技术,主要有以下几种。 微差爆破 又称毫秒爆破,是40年代出现的爆破新技术。在雷管内装入适当的缓燃剂,或连接在起爆网路上的延期装置,以实现延期的时间间隔,这种系列产品间隔时间,一般以13~25毫秒为一段。通过不同时差组成的爆破网络,一次起爆后,可以按设计要求顺序使各炮孔内的药包依次起爆,获得良好的爆破效果。 微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小,被爆破的岩块在移动过程中互相撞击,形成极其复杂的能量再分配,使岩石破碎均匀,缩短抛掷距离,减弱地震波和空气冲击波的强度,既可改善爆破质量,不致砸坏附近的设施,又能提高作业机械的使用效率,有较大经济效益,在采矿和采石工程中广泛应用。 光面爆破和预裂爆破 50年代末期,由于钻孔机械的发展,出现了一种密集钻孔小装药量的爆破新技术。在露天堑壕、基坑和地下工程的开挖中,使边坡形成比较陡峻的表面;使地下开挖的坑道面形成预计的断面轮廓线,避免超挖或欠挖,并能保持围岩的稳定。 实现光面爆破的技术措施有两种:一是开挖至边坡线或轮廓线时,预留一层厚度为炮孔间距1.2倍左右的岩层,在炮孔中装入低威力的小药卷,使药卷与孔壁间保持一定的空隙,爆破后能在孔壁面上留下半个炮孔痕迹;另一种方法是先在边坡线或轮廓线上钻凿与壁面平行的密集炮孔,首先起爆以形成一个沿炮孔中心线的破裂面,以阻隔主体爆破时地震波的传播,还能隔断应力波对保留面岩体的破坏作用,通常称预裂爆破。这种爆破的效果,无论在形成光面或保护围岩稳定,均比光面爆破好,是隧道和地下厂房以及路堑和基坑开挖工程中常用的爆破技术。 定向爆破 50年代末和60年代初期,在中国推行过定向爆破筑坝,3年左右时间内用定向爆破技术筑成了 20多座水坝,其中广东韶关南水大坝(1960),一次装药 1394.3吨,爆破226万米3,填成平均高为62.5米的大坝,技术上达到了国际先进水平。 定向爆破是利用最小抵抗线在爆破作用中的方向性这个特点,设计时利用天然地形或人工改造后的地形,使最小抵抗线指向需要填筑的目标。这种技术已广泛地应用在水利筑坝、矿山尾矿坝和填筑路堤等工程上。它的突出优点是在极短时期内,通过一次爆破完成土石方工程挖、装、运、填等多道工序,节约大量的机械和人力,费用省,工效高;缺点是后续工程难于跟上,而且受到某些地形条件的限制。 控制爆破 不同于一般的工程爆破,对由爆破作用引起的危害有更加严格的要求,多用于城市或人口稠密、附近建筑物群集的地区拆除房屋、烟囱、水塔、桥梁以及厂房内部各种构筑物基座的爆破,因此,又称拆除爆破或城市爆破。 控制爆破所要求控制的内容是:①控制爆破破坏的范围,只爆破建筑物需要拆除的部位,保留其余部分的完整性;②控制爆破后建筑物的倾倒方向和坍塌范围;③控制爆破时产生的碎块飞出距离,空气冲击波强度和音响的强度;④控制爆破所引起的建筑物地基震动及其对附近建筑物的震动影响,也称爆破地震效应。 水下爆破 将炸药装填在海底或水下进行工程爆破的技术,是和露天爆破相对的另一个领域。举凡疏通航道,炸除礁石,拆毁水下沉船 、建筑物 ,开挖港口码头和航道基坑,以及处理码头堤坝的软弱地基等类爆破,都属于水下爆破的范畴。 水下爆破也和露天爆破一样,都要用裸露钻孔和药室装药等方法实现爆破目的;不同的是水下施工比较复杂、困难,长期以来多由潜水员在水下进行钻孔和装药等技术作业。工作范围既受水深的限制,又受潮汐水流的影响,效果欠佳。 由于水作为介质的阻力远比空气大,因此计算装药量时,必须考虑水的深度,才能保证爆破效果;同时水介质传播冲击波的能力也远大于空气,附近若有其他水工建筑物时,多采取气泡帷幕方法,降低水中冲击波的峰值压力,作为防护手段。 80年代以来,试验成功了水下压缩爆破方法,以水为传播压力的介质,压实水下淤泥等类软土地基,代替过去用机械船挖除淤泥的清基方法,既经济又方便,有效地扩大了水下爆破的应用范围。 地下爆破 不同于露天和水下爆破,通常是在一个狭窄的工作面上进行钻爆作业,因此,它的特点是装药量少或使用低威力的炸药,多炮眼,装药量分散,爆破作用力均匀分布,属于前述松动爆破的情况,最大限度地减少对围岩的破坏程度,技术上的要求比较严格。 地下爆破从技术上可分为两种:一是起掘进作用的掏槽爆破。其目的是在只有一个临空面的条件下,首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴,这个槽穴是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽爆破的炮孔布置方法很多,必须根据地质构造、断面大小和施工机械等条件,确定良好的掏槽眼(孔)的布置形式。二是要使地下坑道造成一定横断面形式的成形爆破。这种布孔法称周边孔,也称刷帮爆破。爆破的作用力是在两个临空面上均匀分布的,除了要使炸落的岩石块度均匀,便于清渣,抛置不太远,不致打坏支撑等以外,还应保证坑道开挖限界外的围岩受到最小的破坏,以减少超挖的数量。 随着地下工业的发展,为开挖地下飞机场、库、厂房等大面积空间的工程,使地下爆破技术也逐渐向大规模的大钻孔爆破技术发展。但目前地下大爆破技术经验较少。自从光面、预裂爆破技术应用于地下工程以后,促进了锚杆喷混凝土支护技术的发展,每次爆破的超挖量减少到了最低量,围岩的稳定性大为增加,使地下工程收到很大的经济效益。
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