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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