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断层岩是原岩经过动力变质作用(断裂作用)形成的一类特殊岩石,具有带状分布、宽度有限、空间分布不稳定、呈碎裂结构或散体结构、受外动力地质作用影响显著等特征.数量虽少,分布极广,且控制断层的工程地质性质,而断层泥是断层岩中工程地质性质最差者.断层岩的研究是工程地质学中的一个重要的基础理论研究课题.该文从工程地质力学观点出发,以活动构造论和地质复杂系统论中最新认识为指导,通过大量的现场调查、取样试验和综合分析,在深入认识断层岩物质组成、结构构造、形成机理的基础上,对断层岩进行新的分类,并以断层泥为研究重点,研究其力学性质与物理性质之间的内在本质关系,探讨了赋存环境对断层岩工程地质性质的控制和制约作用.(1)阐述断层岩工程地质分类的基本原则:以地质学中断层岩分类为基础,以断层岩工程地质性质为准则,以简便易行为目的.据此提出了一个新的断层岩工程地质分类方案,按照连接力和粒度成分分为两个系列六种岩石类型,并分别阐述它们的地质特征.(2)系统研究赋存环境对断层岩的影响.论证了断层岩的工程地质性质严格地受地应力引起的正应力控制这一基本观点.指出处于微风化或新鲜岩带中的断层,其断层岩不仅有较好的物理性质,而且有较好的力学性质.当围压较高时,它们不仅不会因地下水的作用发生软化、泥化,而且其物理性状、力学特性将始终保持在与围压相平衡的状态下.(3)物质成分是断层岩存在的基础,结构构造是断层岩工程性质的内在本质.通过大量的分析试验资料,阐述了断层的颗粒成分、矿物成分和化学成分特征,强调了外动力地质作用、围岩环境、赋存环境对断层岩物质成分的影响和制约作用.从显观到微观以至亚微观方面研究断层岩的结构特征,探讨了显观构造与微观构造之间的有机联系,介绍了利用断层泥、断层气研究断层工程性质的新方法和新技术.(4)根据对数十条断层的调查统计和所取500多组样品的分析测试、试验,并参考前人的有关资料,对断层泥的物质成份、结构构造、空间分布和物理性质进行了较全面的研究,取得一些新认识,提供了一大批分析数据.(5)从断层泥抗剪强度方法选择、抗剪强度影响因素到断层泥抗剪强度理论,系统地研究了断层泥的抗剪强度.推导出抗剪强度指标与稠度指标之间的相关关系式,提出了断层泥抗剪强度模型,利用试验证实断层泥在剪切过程中具有结构再生效应和强度再生效应,讨论了它们的工程实际意义.(6)提出了断层岩变形试验的改进措施,设计了封存地应力的成孔法和恢复地应力的地应力法两种断层岩变形试验新方法.对比实验和监测资料反分析结果表明,新方法获得的断层岩变形参数较传统方法提高数倍,符合断层岩实际变形特性.推导了考虑断层岩厚度的资料整理新公式.