水工程地质缺陷加固技术

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：宏观上看，产生地质缺陷的力主要是地应力或以构造应力为主导的地应力。地应力总体上包括重力应力与构造应力两部分。即地质岩块吸水后发生湿胀而引起的应力。还有一点，构造应力是地球物理作用的结果，是不同力源产生同一性质的力——应力的综合力。

宏观上看，产生地质缺陷的力主要是地应力或以构造应力为主导的地应力。

地应力总体上包括重力应力与构造应力两部分。前者以覆盖层厚度或地质岩体埋藏深度（h）与其岩体重度（ρ）的乘积来量化；后者则以现场实测来获取，因为构造应力来自地球自转力、热浮力、均衡浮力、极移力、日月引力、柯氏力和太阳辐射赋存在地质岩体内的各种力的残余应力，至今尚无法用数学显式表述。

重力应力通常表征为垂向应力；构造应力主要表征为水平向应力。

截止当今，对构造应力的组分共识大体概括为：

①惯性应力。即地球在自转过程中所产生的应力；

②对流应力。即地幔对流和地壳中岩浆流动产生的应力；

③热应力。即地壳岩体中由于温度变化而引起的热胀冷缩受到约束时产生的应力；

④湿应力。即地质岩块吸水后发生湿胀而引起的应力。

另外，对于重力应力的横向泊松效应应力也可叠加在上述①～④组分上（ν为泊松比）。

需要指出的是，构造应力同样是一个复杂的应力体系，它的组分至今仍有尚未认识的部分，包括宏观尺度与微观尺度即（＞103m与＜10-3m）的结构应力成分等。

还有一点，构造应力是地球物理作用的结果，是不同力源产生同一性质的力——应力的综合力。它有诸多作用功能，包括：

①土壤的生成作用（Soil formation）；

②土层分化作用（Horizon differentiation）；

③火山作用（Volcanism）；(www.chuimin.cn)

④冰川作用（Glaciation）；

⑤交代作用或交化变化（Metasomatism）；

⑥冲蚀作用（Water erosion）；

⑦溶提作用（Eluviation）；

⑧渗侵作用（Infiltration）；

⑨渗漏作用（Percolation）；

⑩固结作用（Consolidation）；

⑪胶结作用（Cementation）；

⑫再结晶作用（Recrystallization）；

⑬腐蚀作用（Corrosion）；

⑭磨削作用（Abrasion）；

⑮变质作用（Metamorphism）等。

在上述15种作用功能中，构造应力在某种意义上包含了液体乃至气态的非物理的化学作用在内，但总体上这些液态与气态的化学作用归附于地质固态的物理作用之上或之中，因为地球尤其是地壳是以固态为主导的多相集合。