Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Роль петроструктурных факторов в формировании инженерно-геологических свойств сложнодислоцированных метаморфических комплексов Низких Гималаев

ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Роль петроструктурных факторов в формировании инженерно-геологических свойств сложнодислоцированных метаморфических комплексов Низких Гималаев"

На правах рукописи

Копытин Александр Сергеевич

Роль петроструктурных факторов в формировании инженерно-геологических свойств сложнодислоцированных метаморфических комплексов Низких Гималаев (на примере толщи филлитов района гидроузла Тери, Индия)

25.00.08 - Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2004

Диссертационная работа выполнена в Филиале ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Институт Гидропроект»

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических наук А. А. Варга

Официальные оппоненты:

Макаров Владимир Иванович, доктор геолого-минералогических наук Стром Александр Леонидович, кандидат геолого-минералогических наук

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО)

Защита состоится 24 декабря 2004 г в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 002.048.01. при Институте геоэкологии Российской академии наук (ИГЭ РАН) по адресу: 109004, г. Москва, Николоямская ул. 51.

Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного совета или прислать Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных письменно и печатью, на имя Ученого секретаря Диссертационного совета по адресу: 101000, Москва, Уланский переулок, д. 13, строение 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЭ РАН

Диссертация разослана 23 ноября 2004 г

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор геолого-минералогических наук С.М.Семенов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Актуальность темы исследований состоит в необходимости выработки рационального подхода к изучению условий формирования инженерно-геологических свойств сложнодислоцированных метаморфических комплексов, являющихся основаниями крупных гидротехнических сооружений. Изыскания, связанные с проектированием гидротехнических сооружений в пределах сложнодислоцированных филлитовых комплексов Низких Гималаев (СТФ), сопряжены со значительными трудностями, поскольку геологическая структура таких массивов настолько сложна и слабо изучена, что даже при очень хорошей естественной обнаженности разрезов и наличии сгущенной сети разведочных горных выработок построение инженерно-геологических разрезов, карт и моделей представляет собой весьма непростую задачу. Методики петроструктурных исследований сложнодислоцированных метаморфических комплексов пока далеки от совершенства. Нет единства между представителями различных научных школ и направлений исследований не только по вопросам методик изучения тех или иных структурных форм рассматриваемых комплексов, но по вопросам, касающимся наличия, самого существования тех или иных структурных форм и причин их возникновения. В этих условиях инженерные геологи сталкиваются с дилеммой, что именно следует описывать, измерять, проще говоря, что «следует видеть» в обнажении для того, чтобы осуществить инженерно-геологическое картирование, районирование и геолого-геомеханическое моделирование массива. Все это в конечном итоге приводит к снижению надежности гидротехнических сооружений, удорожанию и увеличению сроков их строительства.

Цель и задачи работы

Целью проведенных исследований являлось инженерно-геологическое изучение сложной геологической структуры филлитового массива, включающее: определение морфологии, генезиса, пространственного положения структур напластования, будин, складчатых структур, тектонических трещин и нарушений и установление закономерностей и взаимосвязей процессов образования структурных элементов с формированием их геомеханических свойств. Для реализации поставленной цели потребовалось:

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА I

1. Обобщить современный опыт геолого-структурных и инженерно-геологических исследований сложнодислоцированных метаморфических комплексов.

2. Разработать методику инженерно-тектонического крупномасштабного картирования сложнодислоцированной толщи филлитов, учитывающую специфику геологии Гималаев.

3. Установить основные этапы и закономерности тектонического развития геологических структур и формирования физико-механических свойств массива тектонитов, обусловленные морфологическими и генетическими особенностями, пространственными взаимоотношениями структурных форм.

4. Обосновать приоритетность и роль петроструктурных факторов в процессе формирования физико-механических свойств скального массива.

5. Разработать методику прогнозной оценки прочностных свойств массива тектонитов посредством корреляционно-регрессионного анализа связей геомеханических характеристик массива с инженерно-геологическими параметрами его структурных элементов и сопоставить ее с традиционными методами оценки геомеханических свойств скальных массивов.

6. Оценить влияние петроструктурных факторов на устойчивость наземных и подземных гидротехнических сооружений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основание гидроузла Тери принадлежит к разновидности R-тектонитов, характеризующейся многопорядковой ритмичностью первичной слоистости, неравномерной сланцеватостью, многопорядковой складчатостью трех генераций и ячеисто-зональным пространственным распределением разновозрастных тектонических нарушений и трещин.

2. Современный структурный облик тектонитового массива является закономерным результатом интенсивного сжатия верхнепротерозойских терригенных отложений, горизонтальных подвижек тектонических блоков и активизацией взбросо-надвигов в результате сближения Евразии на Индостана, коробления материковых окраин и Надвигания Евразии на Индостан.

3. К доминирующим петроструктурным факторам, определяющим геомеханические свойства СТФ, относятся: вещественный и компонентный состав тектонитовых ячеек, выражающийся в процентном количестве тонкорассланцованных, мелкоблочных и средне-крупноблочных пород, интенсивность их разгрузки и

| > КГ,' > |

; -«я»*гч; ..> ¡

; ж» р,*

4. Установление характера и степени пространственной неоднородности физико-механических свойств тектонитов может быть обеспечено путем специального инженерно-геологического моделирования СТФ на основе анализа их петроструктурных особенностей.

Научная новизна работы.

1. Установлена принадлежность филлитовой толщи к малоизученной в геомеханическом отношении разновидности R-тектонитов, разработана петроструктурная классификация тектонитов 4-х масштабных уровней.

2. Установлены основные этапы и закономерности тектонического развития геологических структур и формирования физико-механических свойств массива тектонитов, обусловленные морфологическими и генетическими особенностями, пространственными взаимоотношениями структурных элементов.

3. Выявлено ячеисто-зональное строение СТФ Низких Гималаев, проявляющееся в различных масштабах и обуславливающее пространственную неоднородность ее инженерно-геологических свойств.

4. Обобщены результаты геофизических, лабораторных и полевых геомеханических исследований, выполнен корреляционный анализ взаимосвязей между вещественным и компонентным составом тектонитовых ячеек, параметрами трещиноватости скального массива и его физико-механическими свойствами.

5. Разработана оригинальная методика, позволяющая получить приближенную оценку предела прочности отдельных участков массива тектонитов на сжатие.

6. Выполнен анализ применимости современных экспертных систем инженерно-геологического классифицирования скальных массивов для СТФ, выявлены их недостатки, разработана оригинальная методика оценки «удельного веса» факторов классифицирования, позволяющая сопоставлять и ранжировать классификационные системы по степени отклонения от «эталона».

7. Разработана методика геолого-геомеханического моделирования СТФ, позволяющая повысить эффективность инженерно-геологического обеспечения проектирования и строительства гидроэлектростанций.

Реализация результатов исследований

Геолого-структурный анализ и изучение закономерностей формирования физико-механических свойств СТФ позволили откорректировать методику изысканий, которая, наряду с разработанной автором методикой экспертной оценки прочностных свойств

тектонитового массива, была использована для инженерно-геологического районирования и моделирования, уточнения физико-механических показателей массива, а также для оценки несущей способности оснований водоприемников ГЭС и ГАЭС и других основных сооружений гидроузла (ГУ).

Результаты геолого-структурных и инженерно-геологических исследований СТФ района ГУ Тери представляют интерес для специалистов, изучающих сложнодислоцированные метаморфические комплексы в качестве оснований или среды инженерных сооружений и могут послужить методической основой для подобных исследований в районах со сходным геологическим строением.

Исходные материалы и личный вклад в решение проблемы

В основу диссертации положены результаты семнадцатилетних исследований, проведенных автором на участке строительства ГЭК Тери в Индии, в процессе которых им были выполнены: инженерно-геологическое картирование, описание керна разведочных скважин, документация стенок разведочных штолен и строительных выработок, детальная инженерно-геологическая документация участков проведения полевых геомеханических опытов, оснований водоприемников и контрфорсов пункта перехода на высоковольтную линию.

Кроме фактического материала, полученного непосредственно автором, в работе были использованы материалы полевых работ Геологической Службы Индии, результаты описания керна более 100 разведочных и исследовательских скважин и маршрутные описания естественных обнажений, выполненные геологами Гидропроекта. Также были использованы материалы всех производственных отчетов института Гидропроект по этой теме за период с 1989 по 2003 гг.

Апробация работы

Теоретические и методические положения и другие материалы диссертации представлялись на конференции молодых ученых ЦНИГРИ (Москва, 1983), XV молодежной научно-технической конференции института Гидропроект (Усть-Нарва, 1985), XXI конференции изыскателей Гидропроекта (г. Солнечногорск, 1993), Х1-й Российской конференции по механике горных пород (С.-Петербург, 1997), международной научной конференции «Теоретические проблемы инженерной геологии» (МГУ, 1999).

По теме диссертации опубликовано 11 работ, включая статьи, тезисы докладов, авторское изобретение, методические рекомендации.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем работы составляет 189 страниц машинописного текста, которые проиллюстрированы 41 рисунком, 8 фотографиями и 23 таблицами. Список использованной литературы включает 183 наименования.

Научным руководителем является д.г.-м.н. ААВарга, которому автор особо признателен за ценные советы и консультации. Автор глубоко благодарен коллегам, с которыми его связывает совместная работа при выполнении изысканий на ГУ Тери и, в первую очередь, А.В.Семенову (предоставившему фотографии керна и обнажений, а также зарисовку левобережного примыкания ядра плотины) и руководителю группы индийских геологов д-ру П.С. Навани. Автор выражает благодарность ИАПарабучеву, АГ.Карпинской, М.Б.Ременяк и другим коллегам по совместной проектно-изыскательской работе.

Содержание диссертации

Глава 1. Петроструктурные особенности сложнодислоцированной толщи филлитов (СТФ)

Гидроэнергетический комплекс Тери, строительство которого находится в завершающей стадии, расположен на севере Индии в Центральной части Низких Гималаев, относящихся к числу малоизученных и исключительно сложных по строению горно-складчатых сооружений, сформировавшихся в результате надвигания Евразийского континента на Индостан, которое началось на рубеже мезозоя и кайнозоя и продолжается по настоящее время. Слагающий основание сооружений комплекс пород представлен верхнепротерозойскими филлитами сильно разбудинироваными, собраными в складки разных порядков и генераций, рассечеными многочисленными нарушениями и тектоническими трещинами (рис.1).

Проведенные исследования позволили установить, что в СТФ района ГЭС Тери структуры напластования сохранились лишь в пределах пространственно обособленных друг от друга реликтов, представляющих собой внутреннюю часть наименее дислоцированных участков массива. Но даже в пределах таких блоков стратиграфические уровни вследствие интенсивного будинажа прослоев метапсаммитовых разностей имеют прерывистый характер распространения. В пространстве между указанными блоками

Ориентировка систем тектонических нарушений О

\

, , \\\ ^

\ч\'

Рис I. Гсолт ический разрез по оси строительною туннеля Т-1: 1 - дслювиалыю-оползневые отложения, 2 - кварциты, 3 - кварцевые фшшиты с прослоями кварцитов, 4 - фшшиты и глинистые филлиты, 5 - маркирующие горизонты и их номера, 6 - тектонические нарушения и их номера, 7 - зоны сгущения древних тектонических нарушений, приуроченные к зеркалам складчатости первой генрации, 8 • ось (Я) и пояс вращения плоскостных структур

стратиграфические уровни сильно закамуфлированы либо полностью уничтожены молодыми структурными формами.

Изучение морфологии структур напластования позволило сделать вывод о ритмичном переслаивании в разрезе формации Чандпур основных петрологических разностей филлитов: кварцитов, кварцевых филлитов, филлитов и глинистых филлитов. При изучении разрезов нами была выявлена седиментационная микроритмичность и макроритмичность трех порядков (Ы-го, ¡-2-го, ¡-З-го). Ритмы наименьшего размера (¡-го порядка) имеют мощность от 1-2 мм до 1 м (в среднем 50 см). Средняя мощность ритмов Ы-го, 1-2-го, ¡-З -го порядков составляет соответственно 9,32 и более 140 м.

Изученная часть разреза формации Чандпур представлена тремя крупными ритмостратиграфическими единицами, которые были идентифицированы нами как подсвиты Р1з'сЬр1> 1Чз'сНр2, Лз'сЬрз. Их нижняя часть представлена в основном прослоями кварцитов и грубо флишоидным переслаиванием кварцитов и кварцевых филлитов. В средней части ритмов преобладают филлиты и глинистые филлиты, а в верхней части в основном распространены тонкоритмичные флишоиды. Специфическое расположение пачек различного петрологического состава в разрезе ритмов ¡-З -го порядка обуславливает их симметричное строение, что вызвано либо подводными размывами верхней (глинистой) части ритмов, либо отжиманием наиболее пластичной части разреза с крыльев складок в их замки (при составлении схемы стратиграфического расчленения мы в основном использовали разрезы крыльев складок).

Наличие в разрезе формации ритмов нескольких порядков предопределило в процессе тектонической эволюции массива развитие разномасштабной складчатости, характер которой вполне соответствует динамометаморфическому (кливажному) типу течения вещества мезозон складчатых областей, выделяемых Е.И. Паталахой (1989).

В процессе картирования рассматриваемого массива было выделено три генерации складок с длиной волны от нескольких миллиметров до одного километра.

Изометричные складки первой генерации имеют субширотное простирание и ундулируют с небольшими углами падения (рис.1). Крылья складок погружаются на юго-запад под углом 65-85°. В опрокинутых крыльях складок Бг осевые плоскости складок Р| имеют падение на юго-восток под углом 45-55°. Складки р1 отличаются от молодых более сильной степенью сжатия и более крупными размерами. Высокая степень их сжатия выражена не столько малой величиной отношения длины волны к высоте (амплитуде), сколько очень малой величиной угла между осевыми плоскостями складок и их зеркалом. У складок небольших размеров этот угол близок к нулю (1-5°). Крупные складки менее сжаты, более открыты.

В целом складки оказали наиболее значительное влияние на формирование современной структуры массива, по сравнению со складками поздних генераций. Складкообразование этого этапа сопровождалось более чем четырехкратным сокращением горизонтальной протяженности формации Чандпур вдоль направления максимального сжатия (коэффициент сокращения горизонтальной протяженности составляет 4,2). Сланцеватость в), генетически связанная со складчатостью, наиболее интенсивно развита в филлитах и глинистых филлитах и слабо - в кварцевых филлитах и кварцитах.

К структурам второй генерации складчатости относятся гораздо более легко дешифрируемые флексуроподобные складки различных порядков, которые отличаются от вышеописанных исключительно сильно выраженной асимметрией, дисгармоничностью, сильной изменчивостью форм, размеров, неравномерным распределением в объеме массива, крутыми шарнирами. Их шарниры и осевые плоскости погружаются на юг под углом 45°. Кристаллизационную сланцеватость ориентированную субпараллельно осевым плоскостям складок можно охарактеризовать как развитую слабо и неравномерно. Сланцеватость, способствующая обособлению кливажных пластин, более отчетливо выражена в пластичных породах и менее отчетливо - в жестких.

Складки третьей генерации сминают тонкие кливажные пластины и имеют небольшие размеры (сантиметры, десятки сантиметров) и очень ограниченное распространение: они обычно приурочены к зонам влияния крупных нарушений или к прослоям наиболее слабых (тонкозернистых) петрологических разностей. Формирование микроскладок вероятно, генетически связано с этапом активизации Гималайских взбросо-надвигов вследствие надвигания Евразии на Индостан.

Доминирующее количество современных тектонических трещин в скальном массиве, по всей видимости, сформировалось в течение второй фазы складчатости. Об этом свидетельствует тот факт, что наиболее развитая в массиве система трещин (имеющая азимут падения 150-190° и угол падения 30-60°) субпараллельна сланцеватости кливажу и осевым плоскостям складок Установлено, что трещины с глинистым заполнителем приурочены к глинистым филлитам или приразломным зонам, а микро и макрорельеф трещин усложняются по мере увеличения густоты трещиноватости.

Наиболее крупным нарушением в районе сооружаемого гидроузла является региональный Шринагарский надвиг, расположенный в 5 км к северо-востоку и проявляющий современную активность [Shome,1990]. Разрывные нарушения более высоких порядков, встреченные непосредственно на участке строительства, по возрасту и

механизму образования подразделяются на три типа: синхронные - соответственно первой (взбросо-надвиги), второй (сдвиги) и третьей (взбросо-надвиги) генерациям текгогенеза.

Сеть древних нарушений, имеющих более значительную амплитуду вертикальных смещений по сравнению с молодыми (десятки метров, до 100-200 м), деформировалась вследствие последующего сжатия толщи и горизонтальных подвижек, что привело к резкой изменчивости мощности пластического материала тектонических швов (от 0 до 2,5 м). Обычно они прослеживаются в виде цепочек линз размером (0,5-1,5 м) х (0,05-0,10 м), заполненных тектонической брекчией, либо как геологические тела сложной формы, выполненные тонкорассланцованными глинистыми филлитами с обилием деформированных кварцевых прожилков.

Резкая изменчивость строения тектонического шва (тектоническая глинка -тектоническая брекчия с глинкой трения - милонит - тонкорассланцованные филлиты) в одних случаях является результатом многоступенчатой и сложной эволюции древних тектонических швов, в других - проявлением зависимости морфологии разрывов от литологического состава вмещающих пород. В районе строительства ГЭС установлено наличие на двух типов милонитов, достигающих мощности несколько метров. Первый представлен не размокающими глинистыми филлитами, подвергшимися сверхтонкой рассланцовке и раскливажированию (мощность кливажных пластин в среднем составляет 0,2-0,5 мм). Второй тип милонитов характеризуется наличием многочисленных линзочек тектонических швов с глинкой трения (обычно сильно деформированных) и способностью к резкому понижению физико-механических свойств при намокании.

Нарушения второй и третьей генерации представлены тремя системами:

1) (продольная-Ь|) азимут падения 160-210°, угол падения 40-60°;

2) (продольная- Ьг) азимут падения 210-240°, угол падения 50-60°;

3) (диагональная-Б) азимут падения 340-360°, угол падения 50-60°.

Продольные нарушения имеют протяженность сотни метров - первые километры,

шаг повторяемости от нескольких метров до 50 м, мощность зоны дробления 0,2-0,5 м, до 2,0 м (в раздувах), диагональные встречаются в 7 раз реже.

Изучение разрывной тектоники и трещиноватости позволило выявить разнопорядковую неоднородность скального, особенность которой состоит в том, что жесткие тектонические блоки обособляются друг от друга не только тектоническими нарушениями соответствующего порядка, а за счет специфических «мягких» оболочек. Наиболее крупные жесткие блоки размером километры-десятки километров чаще имеют форму прямолинейных или слабо изогнутых пластин. Тектонические блоки более высоких порядков размером от сотен метров до нескольких метров имеют обтекаемую

форму линз, линзовидных пластин или параллепипедов (рис.2). В районе строительства были выявлены ячеистые структуры (максимальная мощность около 850 м) и более

высоких порядков.

Наличие жестких ядер и их мягких оторочек является отличительной особенностью строения рассматриваемой блоковой структуры от блоковой структуры более жестких скальных массивов. Структура, представленная в широком диапазоне масштабов жесткими ядрами и их мягкими оболочками, и оптимально приспособленная для дифференцированных тектонических подвижек в крест оси максимального сжатия, была определена нами новым термином «ячеисто-зональная структура» [Копытин, 1993,2003]. Ячеисто-зональные структуры высоких порядков иногда имеют трехкомпонентное строение. Помимо жестких ядер блоков и ограничивающих их мягких подвижных оболочек здесь имеется третий компонент - внутренняя оболочка (внешнее ядро), которая, благодаря своим свойствам, обеспечивает плавный переход жесткого материала ядра в пластичный материал внешней оболочки. Диапазон структурных форм, образующих подвижные оболочки очень велик: швы тектонических нарушений, зоны влияния нарушений и трещин, мелкие тектонические трещины и зоны их сгущения, зоны тонкой рассланцовки, тектонические прослои милонитизированных филлитов и т.д.

Таким образом, ячеисто - зональные структуры скального массива представляют собой структурные формы, определяющиеся совокупностью историко-генетических, литологических, морфологических и других характеристик (статистических параметров распределения густоты, размеров и пространственной композиции нарушений сплошности), многократно повторяющиеся и заполняющие собой все пространство скального массива в широком диапазоне масштабов.

Глава 2. Геологическая история и некоторые особенности формирования тектонитов

В геологической истории региона выделяются два главных этапа, первый из которых объединяет события связанные с зарождением и развитием океана Тетис, формированием терригенного комплекса осадков, а второй - с закрытием океана, деформированием океанических отложении и вовлечением их в процесс горообразования вследствие столкновения Индостана с Евразией.

Характерной особенность верхнепротерозойского осадконакопления в гималайском регионе является преобладание алевро-пелитового материала в составе осадков, выдержанность вещественного состава разрезов по вертикали (от позднего протерозоя до раннего палеозоя) и по латерали (от Пенджаба до Бутана) [Гансер,1967],

Рис. 2, Основные этапы формирования ячеисто-зональной структуры, а - седиментогенез, б - асимметричная складчатоость П(раннпй этап), в - формирование тектонических пластин на позднем этапе формировании складчатости Р1, г - горизонтальные подвижки тектонических пластин, сопровождающиеся образованием складок волочения д - активизация взбросо-надвигов и складчатость РЗ.

обусловленная многократным переотложением материала разрушившихся кислых кристаллических пород древних платформ и щитов.

В мезозое происходит радикальная смена тектонического режима формирования осадочного покрова рассматриваемого региона. Относительно спокойный режим сменяется активными процессами тектоно-термальной переработки протерозойских и палеозойских отложений (первая генерация тектогенеза), вызванной столкновением материковых плит Индостана и Евразии. В олигоцене ускорение и изменение направления движения плит привело короблению краевых зон [Маккензи, Склатер], что, вероятно, послужило причиной второго этапа тектогенеза. Впоследствии подцвигание Индостана под Тибет послужило причиной гималайской орогении [Диц, Холден, 1974 и др.], что рассматривается нами в качестве причины третьего этапа тектогенеза. Формирование современной высокогорной морфоструктуры Гималаев связано с плейстоценовой фазой тектонической активности, сопровождавшейся активизацией надвигов и формированием пликативных структур третьей генерации.

Уточнение некоторых моментов геологической истории рассматриваемого филлитового массива позволило выявить причинно-следственные отношения между процессами формирования его вещественно-структурных особенностей. Так, вещественный состав, характер ритмичности и степень однородности (контрастность переслаивающихся разностей по степени вязкости) геологической среды оказали существенное влияние на морфологию складчатости первой генерации. С жесткими и наиболее мощными пакетами и пачками генетически связаны наиболее крупные и менее сильно сжатые складки первой генерации. Соответственно, с менее жесткими и маломощными прослоями - более мелкие, но более сжаты складки.

Расчетные оценки контраста вязкости слоев, полученные с помощью формулы Биота, свидетельствуют о том, что складчатость Р| развивалась в условиях умеренного метаморфизма, сопровождавшегося слабо развитой и неравномерно распределенной кристаллизационной сланцеватостью. Складки характеризуются еще более слабо выраженными кливажом и сланцеватостью, а в складках плоскостные структуры течения отсутствуют. Такая тенденция, согласно концепции Е.И. Паталахи, свидетельствует о регрессивном развитии деформаций формации Чандпур, ее всплывании и последовательном перемещении из "тектонофациальной" мезозоны в эпизону.

Установлена генетическая взаимосвязь между вещественным составом пород, морфологией складок и будин. На морфологию будин оказывали влияние мощность компетентного слоя, величина контраста вязкости компетентного слоя и вмещающих слоев, ориентировка оси главного сжимающего напряжения, характер ритмичности

разреза формации. В зависимости от строения флишоидных ритмов и их вещественного состава такие пакеты будинировались либо целиком как единый жесткий пласт, либо будинажу подвергались сами слои, составляющие пакет.

Развитие будинажа сопровождалось структурными изменениями массива, направленными на повышение способности компетентных пород к вязко-пластическому течению за счет обособления фрагментов жестких слоев в наиболее приспособленные для такого течения формы. Наиболее пластичный и наименее вязкий материал перераспределялся таким образом, чтобы создать оболочку, облекающую будины компетентных пород, и способствующую движению будины в направлении максимального удлинения объема массива. Если же для создания такой оболочки пластического материала вмещающих пород было недостаточно, его дефицит компенсировался за счет катаклаза и милонитизации более жестких окружающих пород.

Ранняя генерация дизъюнктивных дислокаций сформировалась в условиях очень интенсивного сжатия, когда главное сжимающее напряжение было направлено в северовосточном направлении вкрест простирания Гималаев (рис.2,а,б). При этом развивались асимметричные складки и соскладчатые разрывы. Наиболее мощные и жесткие компетентные прослои, повторяющиеся в изоклинальных складках с наклонным зеркалом складчатости, сформировали вторичную псевдослоистую неоднородность среды, поэтому на завершающих стадиях раннего тектогенеза наиболее интенсивные дислокации отмечались на границах разделов среды с различной степенью жесткости-пластичности, которым все более соответствовали зеркала складчатости (рис. 2,в). И, чем более крупными были изоклинальные складки, тем более интенсивным тектоническим дислокациям (милонитизация, сгущение сети нарушений) подвергались зоны зеркал складчатости. В пределах изученной нами территории милонитсодержащие тектонические прослои обособляются в линейные зоны мощностью 50-100 м, отстоящие друг от друга с шагом около 0,85 км. При этом зоны милонитизации более высокого порядка развивались вдоль осевых плоскостей наиболее крупных складок F| в филлитах и глинистых филлитах.

На втором этапе тектогенеза определяющее значение имели горизонтальные сдвиговые перемещения тектонических пластин вдоль уже сформированных ослабленных зон, которое сопровождалось развитием флексурных складок волочения, приуроченных к границам пластин (рис.2,г). Вследствие подцвигания Индостана под Евразию и подъема Гималаев на третьем этапе тектогенеза происходило формирование и активизация взбросо-надигов общегималайской линейности, имеющих падение на северо-восток, и и развитие вдоль этих нарушений зон Kink-Band (рис.2,д).

Каждый последующий этап тектогенеза отличался от предыдущего меньшей интенсивностью, перестройкой структурного плана дислокаций, уменьшением доли шшкативной составляющей дислокаций и все большим ослаблением пород в зонах, разделяющих крупные тектонические пластины. Иначе говоря, тектоническая эволюция филлитовых комплексов (включая формацию Чандпур) приводила к усложнению структурных форм, упорядочиванию их ориентировки, все большему обособлению жестких тектонических блоков за счет развития оконтуривающих их пластичных оболочек.

Результатом эволюции стало заполнение пространства массива упорядоченно ориентированными и подобными самим себе структурными ячейками со специфической внутренней зональностью. Ячеисто-зональные структуры, вероятно, следует рассматривать как разновидность тектонитовых структур (в нашем понимании термин «тектонит» применим ко всем продуктам динамометаморфизма). Скольжение тектонических блоков на этапе осуществлялось в одном направлении и по одной плоскости кливажных трещин, а тектонические блоки по характеру ориентированности являлись разновидностью 8-тектонитов. На втором этапе тектогенеза происходило волочение слоев вдоль движущихся блоков, поэтому горные породы, возникшие в результате такого сложного движения, можно рассматривать как Я-тектониты.

Таким образом, ячеисто-зональное строение рассматриваемого массива имеет унаследованный характер и отражает интенсивность и направленность его структурной эволюции: от более простой, однородной структуры к более неоднородной, более контрастно - зональной ячеистой структуре. В процессе этой эволюции зональность ячеек становилась все более контрастной.

В связи с этим справедливо заметить, что гималайские шарьяжи (по крайней мере, их часть), возможно, по генезису принципиально отличаются от альпийских шарьяжей гравитационно-тектонического типа и являются разновидностью пластинчатых ячеисто-зональных структур низких порядков, имеющих длительную историю формирования.

Глава 3. Влияние петроструктурных факторов на геомеханические свойства СТФ

С целью прослеживания взаимосвязи петрологического состава пород с их физико-механическими характеристиками нами был введен в качестве меры "песчанистости" литологический индекс Ь, имеющий значения от 1 (глинистые филлиты) до 9 (кварциты) и позволяющий учитывать плавные переходы литологических разностей в сторону возрастания "песчанистости". Сопоставление индекса Ь с результатами

лабораторных испытаний образцов керна на одноосное сжатие показало, что коэффициент парной корреляции этих величин равен 0,77 (для сухих пород) и 0,99 (для водонасыщенных).

Вещественный состав, однако, не является единственным фактором формирования физико-механических свойств СТФ. Так, филлиты в районе Зарамагской ГЭС на Северном Кавказе по прочности образцов на сжатие более чем в 5 раз превосходят филлиты района гидроузла Тери, а филлиты на участке строительства туннеля Фронхас между реками Альва и Мондего (Португалия) - в полтора раза [Cotelo Nieva, 1990]. Филлиты рудника Кампиано (Италия), напротив, имеют предел прочности на сжатие в два раза меньше, чем филлиты района Тери [Сгеа, 1983].

Снижение физико-механических характеристик пород также происходит за счет мелкой сомкнутой трещиноватости. Полевые геомеханические испытания деформационных свойств массива показали, что при нагружении целиков происходит не только упруго-пластичное деформирование массива, но и сдвиги по многочисленным мелким кливажным трещинам, ориенитированным параллельно сланцеватости (угол между вектором нагружения и плоскостями сланцеватости составлял в среднем 45°).

Особенно существенно на физико-механические свойств СТФ влияет ориентировка, размеры (порядки), густота и морфогенетические особенности тектонических нарушений. Наличие неблагоприятно ориентированных нарушений может понизить деформационные и прочностные свойства скального массива более чем на порядок. Наиболее резкое понижение физико-механических характеристик пород отмечается на участках сгущения сети разрывов, приуроченных к зеркалам складчатости низких порядков, в зонах, приуроченных к осевым плоскостям крупных складок, Fj и в зонах пересечения крупных взбросо-надвигов первой и третьей генерации (продольных и диагональных разрывов), также на участках подновления древних взбросо-надвигов сдвигами второй генерации. Вблизи дневной поверхности понижение физико-механических характеристики пород в указанных зонах дополнительно усиливается приуроченностью к ним процессов физического и химического выветривания и оползневой активности склонов рек.

Ячеисто-зональная структура массива находит отражение в картах изолиний полей густоты трещиноватости и картах различных физических полей (скорости упругих волн, прочностные и деформационные характеристики и т.д.) и, чем ниже порядок ячеек, тем ниже физико-механические свойства пород в зонах их обрамления. Выделенные по результатам геофизических исследований зоны высокоскоростных пород в районе

машзала имеют в плане линзовидную, иногда близкую к изометричной обтекаемую форму, а в разрезе - форму удлиненных линз.

Следует, однако, учитывать, что между ячеисто-зональной структурой тектонической нарушенности и полями скоростей упругих волн не может быть однозначного соответствия, поскольку геофизические поля отражают как степень тектонической нарушенности массива, так и его напряженно деформированное состояние, обусловленное распределением в массиве естественных напряжений и интенсивностью его техногенной разгрузки.

С учетом вышесказанного инженерно-геологическую модель СТФ можно представить как совокупность участков квазиоднородных по вещественному составу и степени тектонической нарушенности, то есть сложенных тектонитовыми ячейками примерно одинакового строения. При этом разрывные нарушения и зоны их влияния рассматриваются в качестве составной части периферических оболочек ячеек. В качестве универсальной характеристики тектонической нарушенности массива нами рассматривался компонентный состав ячеек - процентное количество интенсивно рассланцованных (А), мелкоблочных (В) и средне-крупноблочных пород (С). К породам с индексом А мы относили и заполнитель тектонических трещин.

При проведении изысканий в пределах рассматриваемого массива в 1989-1991 гг. Институтом Гидропроект был выполнен целый комплекс полевых геомеханических исследований, включающий раздавливание и отрыв целиков породы размером в плане 50x50 см и высотой 75 см, определение модуля деформации плоскими домкратами в щелях площадью 0.9 м2, определение коэффициента упругого отпора и модуля деформации в камерах диаметром 2 м, прессиометрические исследования.

Результаты полевых испытаний показали, что, наряду с вещественным составом пород и традиционными параметрами трещиноватости пород, компонентный состав ячеистых структур влияет на геомеханические свойства массива. Так, прочность массива на сжатие в наибольшей степени зависит от вещественного состава и блочности (г = 0,81), а упругая составляющая деформаций при сжатии зависит, главным образом, от параметров В и С. Параметр А оказывает очень незначительное влияние на модуль упругости так как в начальной стадии нагружения штампов (когда деформации массива обычно носят еще упругий характер) в мелкоблочных породах уже развиваются необратимые пластические деформации (мелкие блоки перемещаются друг относительно друга). И только, если А достаточно велико, возникает "армирующий эффект", предохраняющий от пластических деформаций периферические зоны ячеек, которые вовлекаются в пластические деформации с некоторым отставанием. Модуль деформации

массива при сжатии наиболее тесно связан с параметром А (г = -0,63). На модуль деформации отрыва наибольшее влияние оказывает С (г = 0,73).

Для распространения результатов полевых геомеханических испытаний на скальный массив в качестве универсального классификационного показателя мы сочли возможным рассматривать прочность массива на одноосное сжатие полагая, что

этот показатель связан с другими геомеханическими показателями известными корреляционными связями. При проведении полевых геомеханических испытаний всего было выполнено 10 опытов на раздавливание целиков, а диапазон изменения предела прочности на раздавливание составил 1,3-7,7 МПа.

В качестве математической модели, отражающей зависимость прочности от петроструктурных факторов, рассматривалась функция

в которой представляет собой оценку значения а в правой части

представлены зависимые переменные - петроструктурные факторы. Из числа рассмотренных факторов в состав модели целесообразно ввести лишь два - L и А , ввиду взаимозависимости остальных факторов с двумя вышеуказанными.

Вычисления регрессионных коэффициентов модели (3.1) методом наименьших квадратов позволили получить следующее уравнение

Я:т (МПа) = 10"'ехр (3,178 - 0,021* А + 0,131*1,), (3.2)

где А - процентное количество тонкорассланцованных пород,

L - литологический индекс.

Расчеты по этой формуле применялись при оценке несущей способности оснований водоприемников и контрфорсов пункта перехода на высоковольтную линию 420 КВт. Поскольку указанные сооружения располагаются на дневной поверхности, то есть скальный массив здесь был изменен процессами разгрузки и выветривания, при вычислении величины Кст потребовалось введение коэффициента Kw, учитывающего влияние разгрузки и выветривания (Kw = 0,3 - 0,7).

Формула (3.2) применялась также при оценке качества пород при построении геомеханической модели скального массива, послужившей основой для расчетов напряженно-деформированного состояния массива вокруг камерных выработок. В масштабе полевых геомеханических опытов было выделено 5 (крупномасштабных) групп

качества пород: «1» (Квп1>5 МПа), «2а» (3-5 МПа), «2в» (2-3 МПа), «За» (0,3-2 МПа), «Зв»

(<0,3 МПа).

Достоинство модели (3.2) состоит в инвариантности относительно масштаба которая, однако, не является абсолютной, поскольку вторая независимая переменная (Ь) зависит от масштаба. При переходе к более мелкому масштабу отмечается уменьшение различий групп качества по физико-механическим свойствам. Так, при изучении строения участка подземных машинного и трансформаторного залов геофизическим методами были выявлены линзовидно-ячеистые структуры более низкого порядка, компонентный состав которых представлен соотношением хороших (I), удовлетворительных (II) и плохих (Ш) пород. Расчеты по формуле (3.2) показали, что прочностные показатели хороших пород групп 1 и 2а примерно в 1,3 выше, чем у хороших пород групп I, соотношение Яс™ (2в) / Яс" (П) » 1,1, а Яс™ (За) I Ъст (П1)» 0,9.

Филлитовый массив с зонально-ячеистой структурой можно рассматривать и как композиционную среду, для оценки физико-механических свойств которой С.Б.Юхновым, В.В. Семеновым и Е.В.Щербиной предложено экспериментально-аналитическое решение. Расчеты показали, что при аналитической оценке механических свойств композиций получаются результаты достаточно близкие с полученными по формуле (3.2).

Глава 4. Специальное инженерно-геологическое моделирование

СТФ

Под специальной инженерно-геологической моделью скального массива (СИГМ) мы понимаем упрощенное, схематизированное описание (в графической, табличной, математической и текстовой формах) только тех петроструктурных особенностей, которые наиболее существенно влияют на его физико-механические, фильтрационные и строительные свойства.

Традиционный методологический подход к инженерно-геологическому моделированию скальных массивов предполагает установление функционального соответствия (в табличной и графической форме) между квазиоднородными петроструктурными элементами основания и комплексом их расчетных физико-механических характеристик. При этом априорные представления о степени однородности геологической среды, базирующиеся на обобщениях практики инженерных изысканий, сводятся к предположению о том, что неоднородности скальных массивов обусловлены двумя основными причинами: 1) ослаблением скальных пород тектоническими трещинами и нарушениями и 2) приповерхностной разгрузкой и

выветриванием. Иногда к основным причинам причисляют и петро-литологическую неоднородность массивов.

Традиционный подход к определению расчетных геомеханических характеристик скальных массивов предполагает проведение для этих целей комплексных инженерно-геологических, геофизических и геомеханических исследований. Практическая реализация такого подхода для столь специфической геологической среды представляет собой достаточно сложную задачу.

В последние годы наметилась тенденция к развитию второго направления, которое заключается в применении универсальных экспресс-методик оценки качества массивов, так называемых экспертных классификационных систем скальных массивов, позволяющих оценивать несущую способность оснований сооружений без проведения трудоемких и дорогостоящих петроструктурных исследований и геомеханических опытов.

Более 60% всех классификационных схем, созданных за последние 30 лет, базируются на процедуре разделения массива по рейтингу, величина которого зависит от следующих групп факторов: прочность породы в куске, выветрелость, параметры трещиноватости, RQD, водообильность, напряженно-деформированное состояние массива, техногенные факторы, скорость упругих волн, литология и геологическая структура массива.

Проведенная нами оценка средних "удельных весов" факторов по 14 классификационным системам показала, что перечень "ответственных" факторов не универсален, а индивидуален для каждого объекта и должен выявляться на основании статистического анализа корреляционных связей параметров факторов с параметрами фактических горно-технических условий проходки горных выработок.

Учитывая большую популярность среди инженерных геологов классификаций Бенявски (RMR) и Бартона (Q) мы сочли необходимым адаптировать эти классификации для оценки качества рассматриваемого филлитового массива. С этой целью были определены корреляционные зависимости между параметрами RQD и литологическим индексом Ь, Н" , с одной стороны, и величинами RMR и Q - с другой:

ЯМЫ = 28.8 + 0,375 ЯОО +3,52 Ь, коэффициент множественной корреляции г (ЯМЯДООХ) = 0,82, объем выборки п = 23.

О = -1,49 + 0,0331«}0 + 0,40 Ц г (СИ^ОД) = 0,98; п = 23. М = 42,812 + 0,6213 Не™ (кгс/см2); г (ШИ, 10 = 0,61; п = 23.

(} = 0,5868 + 0,04 IV (кгс/см2); г(д,11ст) = 0,43, п = 23.

При построении СИГМ рассматриваемого массива необходимо учитывать, что участки массива следует считать квазиоднородными по физико-механическим свойствам лишь в том случае, если они сложены структурными ячейками казиоднородными по форме, размерам, компонентному и вещественному составу, морфоструктурным и морфогенетическим особенностям. Заполнение пространства моделируемой геологической среды ячейками-кирпичиками того или иного размера, формы, внутреннего строения и состава невозможно без понимания генетической взаимосвязи параметров ячеек с вещественным составом, слоистой структурой, будинажом, складчатостью, тектоническими трещинами и нарушениями.

Построение СИГМ СТФ сопряжено с необходимостью сочетания нескольких методологических направлений исследований, приоритетность которых должна изменяться на различных этапах моделирования. На первом этапе явным приоритетом должны пользоваться стратиграфические исследования, поскольку они является необходимым условием для реконструирования складчатой структуры массива. Эта задача должна решаться посредством перебора и отбраковки рабочих гипотез при анализе строения отдельных фрагментов и реликтов складчатых структур. На заключительных этапах моделирования приоритеты должны быть смещены в направлении анализа разрывной тектоники, элементаризации и районирования скального массива посредством выявления закономерностей пространственной изменчивости параметров ячеисто-зональных структур, связанных с геомеханическими параметрами массива корреляционными связями.

При расшифровке и идентификации ячеисто-зональных структур главная сложность состоит в том, что в мягких оболочках ячеек очень трудно провести четкую границу между нарушениями сплошности и вмещающими породами. Материал тектонических швов в таких зонах очень несущественно отличается по физико-механическим свойствам от материала самих блоков. В определенном масштабе рассмотрения структурной ячейки, входящие в ее состав нарушения сплошности (соответствующего этому масштабу размера), могут быть отнесены к одной из трех групп а) объемные тела, мощность которых возможно показать на зарисовке, разрезе, карте; б) плоские тела, достаточно крупные и распределенные в объеме тела достаточно редко, чтобы их можно было показать на зарисовке, разрезе, карте; в) плоские тела, слишком

мелкие и распределенные в объеме тела слишком часто, чтобы их можно было показать на зарисовке, разрезе, карте.

В составе подвижных поясов нарушения сплошности могут быть отнесены только к группам «а» или «в». Именно эта особенность оболочек ячеек может быть предложена в качестве критерия разделения тел на жесткие ядра (ячейки, пластины) и их мягкие оболочки (подвижные пояса).

Глава 5. О роли влияния петроструктурных факторов на принятие проектных решений и обеспечение устойчивости оснований и вмещающей среды сооружений

В связи с низкой эффективностью традиционных методик построения СИГМ СТФ петроструктурные особенности массива не были учтены в полной мере при выборе конструктивных и компоновочных решений части основных сооружений ГУ Тери. В частности, камеры дисковых затворов (КДЗ) и камеры монтажа облицовки вертикальных турбинных водоводов (КМО) оказались расположены почти параллельно доминирующей в массиве системе трещин и нарушений, а целик между этими двумя камерами оказался слишком маленьким для того, чтобы обеспечить его устойчивость без применения укрепительных мероприятий. При строительстве камер конвергенция их стенок превысила допустимые значения, и потребовались серьезные мероприятия для стабилизации этого процесса (около 200 предварительно напряженных анкеров и трех массивных бетонных распорок в каждой из камер). Проблем удалось бы избежать, если бы расстояние между камерами и угол между плоскостями тектонических нарушений и осями камер были увеличены.

Компоновка подземных машинного и трнсформаторного залов ГЭС Тери была решена удачно с учетом ориентировки основных поверхностей ослабления в скальном массиве и наличия пачек кварцевых филлитов достаточно высокопрочных и однородных по физико-механическим параметрам. Это позволило обеспечить хорошую устойчивость сводов и стенок выработок за счет эффективного использования несущей способности самого скального массива.

Разнопорядковая ячеисто-зональная структура скального массива была выявлена благодаря многолетнему анализу материалов инженерно-геологических изысканий, но, поскольку проектирование велось фактически параллельно изысканиям, это обстоятельство не было должным образом учтено при прогнозировании инженерно-геологических условий строительства сооружений, что нередко становилось причиной осложнений.

При строительстве шахт ремонтных затворов №№ 3 и 4 (MGS-3 и 4) серьезные осложнения произошли в зонах сгущения сети, как молодых, так и древних тектонических нарушений, приуроченных к «пластичной» оболочке тектонитовой ячейки ГУ-го порядка мощностью 850 м. Породы здесь были дополнительно ослаблены древними и выветриванием и разгрузкой.

При строительстве шахты MGS-4 произошло сначала обрушение стенок туннеля HRT-4 в зоне его сочленения шахтой, а затем зона обрушения стала распространяться вверх по стволу шахты и произошло ее слияние с зоной влияния крупного диагонального нарушения В-3, дополнительно ослабленной выветриванием. В зоне Э-3 происходило образование крупных пустот и обрушение стенок. Из-за прогрессирующего обрушения сводов эти пустоты перемещались вверх и достигли дневной поверхности на отметке 840 м в районе устья шахты MGS-3, где образовалась воронка объемом около 1000 м3 и глубиной 7-8 м. Таким образом, с 1986 по 2001 г на рассматриваемом участке произошла целая серия осложнений, одной из причин которых послужила недостаточная изученность петроструктурных особенностей скального массива.

Существенные осложнения при строительстве ГЭС Тери произошли в нижнем бьефе в зоне «пластичной» оболочки тектонитовой ячейки ГУ-го порядка. Из-за недооценки оползневой опасности участка склона в районе выходных порталов отводящих туннелей в результате подрезки образовался оползень объемом более 4 млн.м3, движущийся со скоростью около 4 см в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа является научным обобщением исследований автора петроструктурных и инженерно-геологических особенностей СТФ Низких Гималаев на примере основания гидроузла Тери. Основные выводы, отражающие научную и практическую значимость проведенных исследований и составляющие предмет защиты, сводятся к следующему:

1. Изучение петроструктурных особенностей дислоцированных филлитов в основании гидроузла Тери позволило идентифицировать эти породы как R- тектониты, характеризующиеся наличием сложной седиментационной ритмичности верхнепротерозойских отложений, будинажом первичных слоистых структур, интенсивным рассланцеванием, наличием складок трех генераций, молодых и древних тектонических нарушений и трещин. Введено новое понятие «ячеисто - зональной структуры» тектонитого массива, представленной мозаикой разно порядковых жестких линз и пластин, разделенных зоной обрамления - более нарушенными породами, и

выявлены ее основные морфогенетические особенности. Результаты исследований привели к коренному пересмотру первичных представлений индийских геологов о геологических условиях строительства крупнейшего в Индии гидроузла.

2. Проведенные палеотектонические реконструкции показали, что наиболее существенные структурные преобразования скального массива произошли на первом этапе альпийского тектогенеза и были обусловлены короблением океанических отложений Тетиса и материковых окраин Индостана и Евразии, вследствие их сближения. Интенсивное складкообразование на этом этапе сопровождалось упорядоченным дифференцированным движением слабометаморфизованных тонкослоистых песчано-глинистых пород в крест вектора главных сжимающих напряжений, что привело к формированию тектонитов со специфической ячеисто-зональной структурой. Морфология и размеры складок были обусловлены как интенсивностью сжатия, так и вещественным составом и характером ритмичности деформируемых пород. Обнаружены факты, подтверждающие прогрессивный характер регионального метаморфизма и его синхронность с первым этапом складчатых деформаций. Выявлена морфогенетическая связь дисгармоничной складчатости и разрывной тектоники, эволюция которых сопровождалась все большим обособлением жестких тектонических блоков различных порядков за счет развития оконтуривающих их пластичных оболочек и привела к формированию ячеисто-зональных структур (тектонитовых ячеек). Контрастность зональности ячеек прямо пропорциональна интенсивности тектонической переработки пород. Уточнение геологической истории способствовало лучшему пониманию внутреннего строения основания гидроузла Тери и основных закономерностей пространственной изменчивости его геомеханических свойств.

3. Оценка индивидуального и интегрального влияния петроструктурных факторов на физико-механические свойства основания гидроузла Тери позволили разработать математическую модель, отражающую корреляционные связи между прочностными свойствами СТФ, вещественным составом и «удельным весом» тонкорассланцованных петрологических разностей. Эта модель позволяет распространять на массив результаты геомеханических исследований и осуществлять районирование скального массива по физико-механическим и инженерно-строительным свойствам с учетом влияния масштабного фактора. Для повышения надежности оценок геомеханических свойств СТФ также рекомендован экспериментально-аналитический метод оценки прочностных и деформационных свойств композиционных сред.

4. Специальное инженерно-геологическое моделирование основания гидроузла Тери осуществлялось в соответствии с тремя методологическими подходами:

Традиционным, основанном на представлениях о том, что элементам модели массива, которыми являются блоки скальных пород, блокообразующие тектонические трещины и нарушения, зоны их влияния, зоны с различной интенсивностью развития выветривания и разгрузки, соответствует комплекс расчетных геомеханических характеристик. Этот подход оказался недостаточно эффективен для тектонитового массива.

Классифицированием пород на основе универсальных эмпирических систем (Бенявски, Бартона и др.), что расширило диапазон средств анализа геологических условий строительства сооружений, но не позволило учесть специфические петроструктурные особенности массива.

Разработанным автором новым методическим подходом к геолого-геомеханическому моделированию СТФ, учитывающим закономерности формирования пространственной неоднородности инженерно-геологических параметров ячеисто-зональных структур разных масштабных уровней. Новая методика рекомендует последовательное решение следующих задач: реконструирование стратиграфии (использование при документации обнажений и горных выработок специальной петроструктурной классификации пород) - реконструирование складчатой структуры (с учетом ее морфогенетической обусловленности характером слоистых структур) -реконструирование сети разновозрастных соскладчатых тектонических нарушений -выявление ячеисто-зональной тектонитовой структуры скального массива -корреляционно-регрессионный анализ взаимосвязей петроструктурных параметров ячеисто-зональных структур и геомеханических свойств массива - инженерно-геологическая элементаризация и районирование массива.

5. Анализ осложнений при строительстве ГЭС Тери показал, что их причинами послужили неудовлетворительная изученность петроструктурных и инженерно-геологических особенностей тектонитового массива. Причиной осложнений послужили: 1) отдельные нарушения или отдельные ослабленные прослои небольшой мощности крайне неблагоприятно ориентированные по отношению к выработкам; 2) низкие физико-механические характеристики пород в зонах мягких оболочек тектонитовых ячеек порядка, обусловленные сгущением сети как молодых, так и древних тектонических нарушений, наличием прослоев милонитов, естественной и техногенной разгрузкой; 3) неудовлетворительная оценка опасности, связанной с оползневыми процессами.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Курбанов Н.К., Романов В.И., Кадымов О.Д., Копытин А.С. и др. Методические рекомендации по комплексированию работ по прогнозу и поискам месторождений свинца и цинка в терригенных формациях, Издательство ЦНИГРИ, 1984,39 с.

2. Копытин А.С. Условия локализации медноколчеданного оруденения Даурского рудного поля (Северо-Западный Кавказ). Труды ЦНИГРИ, Вып. 189,1984 г., с.75-80.

3. Копытин А.С. Применение статистических методов оценки параметров трещин при построении моделей трещиноватости скальных оснований в процессе проектирования и строительства. Сб. науч. Трудов Гидропроекта, 1986, вып.113, с.130-138.

4. Копытин А.С. Математические методы учета факторов, влияющих на характер круговых диаграмм трещиноватости. Сб. науч. Трудов Гидропроекта, 1988, вып. 128, с. 6679.

5. Копытин А.С, Мирошникова Л С. Авторское свидетельство № 1619063: «Способ определения устойчивости скальных массивов». «Открытия и изобретения», 1991, № 1.

6. Копытин А.С. Структуры терригенных метаморфических комплексов и их инженерно-геологические особенности (на примере ГЭС Тери). Сб. научных Трудов Гидропроекта, 1993, вып. 158, с. 82-93.

7. Копытин А.С. Инженерно-геологический анализ причин разрушения быстротока ГЭС Карун-1. Гидротехническое строительство, «Энергопрогресс», 1996, с. 15-17.

8. Копытин А.С. Структурные особенности и механические свойства сложнодислоцированных метаморфизованных терригенных пород. «Геоэкология», 1997, №6.

9. Каякин В.В., Мулина А.В., Копытин А.С., Андрианов А.В. Инженерно-геологический мониторинг для предотвращения чрезвычайных ситуаций при проходке туннеля в зоне геодинамической активности. Труды ХГ-й Российской конференции по механике горных пород, С.-Питербург, 1997, с.205-211..

10. Копытин А.С, Козлов О.В. Ячеистая структура нарушенности скальных массивов и ее классифицирование / Труды международной научной конференции «Теоретические проблемы инженерной геологии» (Москва, МГУ, 25-26 мая 1999), изд-во МГУ, 1999, с.126-127.

11. Копытин А.С. Методические аспекты инженерно-геологических исследований сложнодислоцированной толщи филлитов. Гидротехническое строительство, №3, 2003,

р 2 4 О 5 3

Отпечатано в тип. «Гвдр-та». Тир. 100. Зак. 253

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Копытин, Александр Сергеевич

Введение

Глава 1. Петроструктурные особенности сложно дислоцированной толщи филлитов (СТФ)

1.1. Структуры напластования и будинаж

1.1.1. Будинаж

1.1.2. Седиментационная ритмичность

1.1.3. Местная ритмостратиграфическая шкала

1.2. Складчатые структуры

1.2.1. Складки первой генерации (Fi), сланцеватость (Si) и метаморфическая полосчатость ф 1.2.2 Складки второй генераций (F2) и соскладчатый кливаж(8г)

1.2.3. Складки третьей генерации (F3)

1.3. Разрывные структуры

1.3.1. Тектонические трещины

1.3.2. Тектонические нарушения

1.4. Ячеисто-зональная структура скального массива

Выводы

Глава 2. Геологическая история района и некоторые особенности формирования тектонитов

2.1. Геологическая история региона ф 2.2. Закономерности формирования основных петроструктурных элементов.

2.3. Генетические особенности ячеисто-зональных структур

2.4. Морфологические особенности ячеисто-зональной структуры скального массива ГЭС Тери.

2.5. Шарьяжи

Выводы

Глава 3. Влияние петроструктурных факторов на геомеханические свойства СТФ

3.1. Специфические особенности влияние отдельных петроструктурных факторов на геомеханические свойства тектонитов

3.1.1. Влияние структур напластования и вещественного состава сложнодислоцированных филлитовых массивов на их ^ физико-механические свойства

3.1.2. Влияние складчатых дислокаций и сланцеватости на физико-механические свойства СТФ

3.1.3. Влияние тектонических трещин на физико-механические свойства СТФ

3.1.4. Влияние тектонических нарушений на физико-механические свойства СТФ.

3.2. Влияние параметров ячеисто-зональных структур на геомеханические свойства СТФ

3.2.1. Отражение ячеисто-зонального строения СТФ в физических полях

3.2.2. Параметры ячеисто-зональных структур

3.2.3. Форма и размеры тектонитовых ячеек

3.3. Зависимость геомеханических свойств от параметров ячеисто-зональных структур.

3.4. Математическая модель прочностных свойств СТФ

3.5. Проверка качества математической модели расчетно-экспериментальными методами оценки прочностных свойств композиционных сред

Выводы

Глава 4. Специальное инженерно-геологическое моделирование СТФ

4.1. Традиционное специальное инженерно-геологическое моделирование филлитовой толщи с учетом вещественного состава пород и вертикальной изменчивости их геомеханических свойств в связи с приповерхностной разгрузкой и выветриванием.

4.2. Универсальные экспресс-методики оценки качества и районирования скальных массивов с применением эмпирических классификаций

4.2.1. Оценка удельного веса факторов, влияющих на качество скальных массивов

4.2.2. Проверка качества прогнозов, составленных с помощью экспертных классификационных систем.

4.2.3. Методические недостатки универсальных экспертных классификационных систем.

4.3. Специальное инженерно-геологическое моделирование СТФ с ячеисто-зональным строением

4.3.1. Учет масштабного фактора при построении СИГМ

4.3.2. Роль петроструктурных исследований в специальном инженерно-геологическом моделировании

4.3.3. Инженерно-тектоническая модель СТФ

4.3.4. Сопоставление авторской методики оценки прочности скального массива с классификациями Бенявски и Бартона

Выводы

Глава 5. О роли влияния петроструктурных факторов на принятие проектных решений и обеспечение устойчивости оснований и вмещающей среды сооружений.

5.1. Учет петроструктурных факторов при выборе варианта компоновки гидротехнических сооружений

5.2. Влияние петроструктурных факторов на устойчивость подземных выработок

5.2.1. КДЗ и КМО

5.2.2. Камеры машинного и трансформаторного залов

5.2.3. Влияние петроструктурных факторов на устойчивость туннелей

5.2.4. Роль петроструктурных факторов при проходке шахт

5.3. Роль петроструктурных факторов при оценке несущей способности оснований крупных железобетонных сооружений

5.4. Влияние петроструктурных факторов на специфику оползневых процессов.

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Роль петроструктурных факторов в формировании инженерно-геологических свойств сложнодислоцированных метаморфических комплексов Низких Гималаев"

Актуальность темы исследований состоит в необходимости выработки рационального подхода к изучению условий формирования инженерно-геологических свойств сложнодислоцированных метаморфических комплексов, являющихся основаниями крупных гидротехнических сооружений. Изыскания, связанные с проектированием гидротехнических сооружений в пределах сложнодислоцированных филлитовых комплексов Низких Гималаев (СТФ), сопряжены со значительными трудностями методического плана, что в конечном итоге приводит к снижению надежности гидротехнических сооружений, удорожанию и увеличению сроков их строительства.

Целью проведенных исследований являлось инженерно-геологическое изучение сложной геологической структуры филлитового массива, включающее: определение морфологии, генезиса, пространственного положения структур напластования, будин, складчатых структур, тектонических трещин и нарушений и установление закономерностей и взаимосвязей процессов образования структурных элементов с формированием их геомеханических свойств. Для реализации поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Обобщить современный опыт геолого-структурных и инженерно-геологических исследований сложнодислоцированных метаморфических комплексов.

2. Разработать методику инженерно-тектонического крупномасштабного картирования сложнодислоцированной толщи филлитов, учитывающую специфику геологии Гималаев.

3. Установить основные этапы и закономерности тектонического развития геологических структур и формирования физико-механических свойств массива тектонитов, обусловленные морфологическими и генетическими особенностями, пространственными взаимоотношениями структурных форм.

4. Обосновать приоритетность и роль петроструктурных факторов в процессе формирования физико-механических свойств скального массива.

5. Разработать методику прогнозной оценки прочностных свойств массива тектонитов посредством корреляционно-регрессионного анализа связей геомеханических характеристик массива с инженерно-геологическими параметрами его структурных элементов и сопоставить ее с традиционными методами оценки геомеханических свойств скальных массивов. ю

6. Оценить влияние петроструктурных факторов на устойчивость наземных и подземных гидротехнических сооружений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основание гидроузла Тери принадлежит к разновидности R-тектонитов, характеризующейся многопорядковой ритмичностью первичной слоистости, неравномерной сланцеватостью, многопорядковой складчатостью трех генераций и ячеисто-зональным пространственным распределением разновозрастных тектонических нарушений и трещин.

2. Современный структурный облик тектонитового массива является закономерным результатом интенсивного сжатия верхнепротерозойских терригенных Iотложений, горизонтальных подвижек тектонических блоков и активизацией взбросо-надвигов/в результате сближения Евразии на Индостана, коробления материковых окраин и Надвигания Евразии на Индостан.

3. К доминирующим петроструктурным факторам, определяющим геомеханические свойства СТФ, относятся: вещественный и компонентный состав тектонитовых ячеек, выражающийся в процентном количестве тонкорассланцованных, мелкоблочных и средне-крупноблочных пород, интенсивность их разгрузки и выветривания.

4. Установление характера и степени пространственной неоднородности физико-механических свойств тектонитов может быть обеспечено путем специального инженерно-геологического моделирования СТФ на основе анализа их петроструктурных особенностей.

Научная новизна работы

1. Установлена принадлежность филлитовой толщи к малоизученной в геомеханическом отношении разновидности R-тектонитов, разработана петроструктурная классификация тектонитов 4-х масштабных уровней.

2. Установлены основные этапы и закономерности тектонического развития геологических структур и формирования физико-механических свойств массива тектонитов, обусловленные морфологическими и генетическими особенностями, пространственными взаимоотношениями структурных элементов.

3. Выявлено ячеисто-зональное строение СТФ Низких Гималаев, проявляющееся в различных масштабах и обуславливающее пространственную неоднородность ее инженерно-геологических свойств.

4. Обобщены результаты геофизических, лабораторных и полевых геомеханических исследований, выполнен корреляционный анализ взаимосвязей между вещественным и компонентным составом тектонитовых ячеек, параметрами трещиноватости скального массива и его физико-механическими свойствами.

5. Разработана оригинальная методика, позволяющая получить приближенную оценку предела прочности отдельных участков массива тектонитов на сжатие.

6. Выполнен анализ применимости современных экспертных систем инженерно-геологического классифицирования скальных массивов для СТФ, выявлены их недостатки, разработана оригинальная методика оценки «удельного веса» факторов классифицирования, позволяющая сопоставлять и ранжировать классификационные системы по степени отклонения от «эталона».

7. Разработана методика геолого-геомеханического моделирования СТФ, позволяющая повысить эффективность инженерно-геологического обеспечения проектирования и строительства гидроэлектростанций.

Реализация результатов исследований

Геолого-структурный анализ и изучение закономерностей формирования физико-механических свойств СТФ позволили откорректировать методику изысканий, которая, наряду с разработанной автором методикой экспертной оценки прочностных свойств тектонитового массива, была использована для инженерно-геологического районирования и моделирования, уточнения физико-механических показателей массива, а также для оценки несущей способности оснований водоприемников ГЭС и ГАЭС и других основных сооружений гидроузла (ГУ).

Результаты геолого-структурных и инженерно-геологических исследований СТФ района ГУ Тери представляют интерес для специалистов, изучающих сложнодислоцированные метаморфические комплексы в качестве оснований или среды инженерных сооружений и могут послужить методической основой для подобных исследований в районах со сходным геологическим строением.

Исходные материалы и личный вклад в решение проблемы.

В основу диссертации положены результаты семнадцатилетних исследований, проведенных автором на участке строительства ГЭК Тери в Индии, в процессе которых им были выполнены: инженерно-геологическое картирование, описание керна разведочных скважин, документация стенок разведочных штолен и строительных выработок, детальная инженерно-геологическая документация участков проведения полевых геомеханических опытов, оснований водоприемников и контрфорсов пункта перехода на высоковольтную линию.

Кроме фактического материала, полученного непосредственно автором, в работе были использованы материалы полевых работ Геологической Службы Индии, результаты описания керна более 100 разведочных и исследовательских скважин и маршрутные описания естественных обнажений, выполненные геологами Гидропроекта. Также были использованы материалы всех производственных отчетов института Гидропроект по этой теме за период с 1989 по 2003 гг.

Апробация работы

Теоретические и методические положения и другие материалы диссертации представлялись на конференции молодых ученых ЦНИГРИ (Москва, 1983), XV молодежной научно-технической конференции института Гидропроект (Усть-Нарва, 1985), XI конференции изыскателей Гидропроекта (г. Солнечногорск, 1993), Х1-й Российской конференции по механике горных пород (С.-Петербург, 1997), международной научной конференции «Теоретические проблемы инженерной геологии» (МГУ, 1999).

По теме диссертации опубликовано 11 работ, включая статьи, тезисы докладов, авторское изобретение, методические рекомендации.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем работы составляет 1$9 страниц машинописного текста, которые проиллюстрированы 41 рисунком, 8 фотографиями и 23 таблицами. Список использованной литературы включает 183 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Копытин, Александр Сергеевич

Выводы

1. Опыт строительства ГЭС Тери показал, что из-за высокой степени сложности геологического строения скального массива, неудовлетворительной изученности тектоники и стратиграфии Низких Гималаев выявление петроструктурных факторов, осложняющих строительство сооружений, происходило уже после того, когда проектные компоновочные решения было уже невозможно изменить, и осложнения становились неизбежными.

2. При строительстве подземных сооружений осложнения были в значительной степени обусловлены наличием в скальном массиве тектонических нарушений. Осложнения, причиной которых стал этот фактор, можно разделить на две группы. Первую группу образуют случаи, когда причинной осложнений становились отдельные нарушения или отдельные ослабленные прослои небольшой мощности крайне неблагоприятно ориентированные по отношению к выработкам. Ко второй группе относятся случаи, когда причиной осложнений становилось очень сильное ослабление пород, обусловленное сгущением сети как молодых, так и древних тектонических нарушений.

3. Наиболее серьезные осложнения произошли на участке сопряжения шахты ремонтных затворов MGS-4 с водоводом HRT-4. Их главными причинами послужили: приуроченность сооружений к «пластичной» оболочке крупной тектонитовой ячейки IV-го порядка и наличие здесь крупного взбросо-надвига D-3.

4. На несущую способность оснований крупных железобетонных сооружений, расположенных на дневной поверхности, оказывали влияние не только деформационные свойства пород, обусловленные их вещественным составом, прочностью, трещиноватостью, степенью выветрелости и разгруженности, но и сдвиговые свойства отдельных плоскостных зон ослабления массива, неблагоприятно ориентированных к склону.

5. В условиях высокогорного рельефа предрасположенность филлитовой формации Чандпур к оползневым деформациям особенно высока. Морфогенетические особенности оползней во многом обусловлены характером петроструктурных неоднородностей скального массива. Наиболее интенсивно оползневые деформации развиваются на тех участках склонов р. Бхагирати, где тектонические пластины параллельны склону, и где приповерхностная часть скального массива представлена ослабленными породами периферических оболочек тектонитовых ячеек низких порядков. г-н

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа является научным обобщением исследований автора петроструктурных и инженерно-геологических особенностей СТФ Низких Гималаев на примере основания гидроузла Тери. Основные выводы, отражающие научную и практическую значимость проведенных исследований и составляющие предмет защиты, сводятся к следующему:

1. Изучение петроструктурных особенностей дислоцированных филлитов в основании гидроузла Тери позволило идентифицировать эти породы как R- тектониты, характеризующиеся наличием сложной седиментационной ритмичности верхнепротерозойских отложений, будинажом первичных слоистых структур, интенсивным рассланцеванием, наличием складок трех генераций, молодых и древних тектонических нарушений и трещин. Введено новое понятие «ячеисто - зональной структуры» тектонитого массива, представленной мозаикой разно порядковых жестких линз и пластин, разделенных зоной обрамления - более нарушенными породами, и выявлены ее основные морфогенетические особенности. Результаты исследований привели к коренному пересмотру первичных представлений индийских геологов о геологических условиях строительства крупнейшего в Индии гидроузла.

2. Проведенные палеотектонические реконструкции показали, что наиболее существенные структурные преобразования скального массива произошли на первом этапе альпийского тектогенеза и были обусловлены короблением океанических отложений Тетиса и материковых окраин Индостана и Евразии, вследствие их сближения. Интенсивное складкообразование на этом этапе сопровождалось упорядоченным дифференцированным движением слабометаморфизованных тонкослоистых песчано-глинистых пород в крест вектора главных сжимающих напряжений, что привело к формированию тектонитов со специфической ячеисто-зональной структурой. Морфология и размеры складок были обусловлены как интенсивностью сжатия, так и вещественным составом и характером ритмичности деформируемых пород. Обнаружены факты, подтверждающие прогрессивный характер регионального метаморфизма и его синхронность с первым этапом складчатых деформаций. Выявлена морфогенетическая связь дисгармоничной складчатости и разрывной тектоники, эволюция которых сопровождалась все большим обособлением жестких тектонических блоков различных порядков за счет развития оконтуривающих их пластичных оболочек и привела к формированию ячеисто-зональных структур (тектонитовых ячеек). Контрастность зональности ячеек прямо пропорциональна интенсивности тектонической переработки пород. Уточнение геологической истории способствовало лучшему пониманию внутреннего строения основания гидроузла Тери и основных закономерностей пространственной изменчивости его геомеханических свойств.

3. Оценка индивидуального и интегрального влияния петроструктурных факторов на физико-механические свойства основания гидроузла Тери позволили разработать математическую модель, отражающую корреляционные связи между прочностными свойствами СТФ, вещественным составом и «удельным весом» тонкорассланцованных петрологических разностей. Эта модель позволяет распространять на массив результаты геомеханических исследований и осуществлять районирование скального массива по физико-механическим и инженерно-строительным свойствам с учетом влияния масштабного фактора. Для повышения надежности оценок геомеханических свойств СТФ также рекомендован экспериментально-аналитический метод оценки прочностных и деформационных свойств композиционных сред.

4. Специальное инженерно-геологическое моделирование основания гидроузла Тери осуществлялось в соответствии с тремя методологическими подходами:

Традиционным, основанном на представлениях о том, что элементам модели массива, которыми являются блоки скальных пород, блокообразующие тектонические трещины и нарушения, зоны их влияния, зоны с различной интенсивностью развития выветривания и разгрузки, соответствует комплекс расчетных геомеханических характеристик. Этот подход оказался недостаточно эффективен для тектонитового массива.

Классифицированием пород на основе универсальных эмпирических систем (Бенявски, Бартона и др.), что расширило диапазон средств анализа геологических условий строительства сооружений, но не позволило учесть специфические петроструктурные особенности массива. Разработанным автором новым методическим подходом к геолого-геомеханическому моделированию СТФ, учитывающим закономерности формирования пространственной неоднородности инженерно-геологических параметров ячеисто-зональных структур разных масштабных уровней. Новая методика рекомендует последовательное решение следующих задач: реконструирование стратиграфии (использование при документации обнажений и горных выработок специальной петроструктурной классификации пород) - реконструирование складчатой структуры (с учетом ее морфогенетической обусловленности характером слоистых структур) -реконструирование сети разновозрастных соскладчатых тектонических нарушений -выявление ячеисто-зональной тектонитовой структуры скального массива -корреляционно-регрессионный анализ взаимосвязей петроструктурных параметров ячеисто-зональных структур и геомеханических свойств массива - инженерно-геологическая элементаризация и районирование массива.

5. Анализ осложнений при строительстве ГЭС Тери показал, что их причинами послужили неудовлетворительная изученность петроструктурных и инженерно-геологических особенностей тектонитового массива. Причиной осложнений послужили: 1) отдельные нарушения или отдельные ослабленные прослои небольшой мощности крайне неблагоприятно ориентированные по отношению к выработкам; 2) низкие физико-механические характеристики пород в зонах мягких оболочек тектонитовых ячеек IV-ro порядка, обусловленные сгущением сети как молодых, так и древних тектонических нарушений, наличием прослоев милонитов, естественной и техногенной разгрузкой; 3) неудовлетворительная оценка опасности, связанной с оползневыми процессами.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Курбанов Н.К., Романов В.И., Кадымов О.Д., Копытин А.С. и др. Методические рекомендации по комплексированию работ по прогнозу и поискам месторовдений свинца и цинка в терригенных формациях, Издательство ЦНИГРИ, 1984, 39 с.

2. Копытин А.С. Условия локализации медноколчеданного оруденения Наурского рудного поля (Северо-Западный Кавказ). Труды ЦНИГРИ, Вып. 189, 1984 г., с.75-80.

3. Копытин А.С. Применение статистических методов оценки параметров трещин при построении моделей трещиноватости скальных оснований в процессе проектирования и строительства. Сб. науч. Трудов Гидропроекта, 1986, вып.113, с.130-138.

4. Копытин А.С. Математические методы учета факторов, влияющих на характер круговых диаграмм трещиноватости. Сб. науч. Трудов Гидропроекта, 1988, вып. 128, с. 6679.

5. Копытин А.С., Мирошникова JI.C. Авторское свидетельство № 1619063: «Способ определения устойчивости скальных массивов». «Открытия и изобретения», 1991, № 1.

6. Копытин А.С. Структуры терригенных метаморфических комплексов и их инженерно-геологические особенности (на примере ГЭС Тери). Сб. научных Трудов Гидропроекта, 1993, вып. 158, с. 82-93.

7. Копытин А.С. Инженерно-геологический анализ причин разрушения быстротока ГЭС Карун-1. Гидротехническое строительство, «Энергопрогресс», 1996, с. 15-17.

8. Копытин А. С. Структурные особенности и механические свойства сложнодислоцированных метаморфизованных терригенных пород. «Геоэкология», 1997, №6.

9. Каякин В.В., Мулина А.В., Копытин А.С., Андрианов А.В. Инженерно-геологический мониторинг для предотвращения чрезвычайных ситуаций при проходке туннеля в зоне геодинамической активности. Труды XI-й Российской конференции по механике горных пород, С.-Питербург, 1997, с.205-211.

10. Копытин А.С., Козлов О.В. Ячеистая структура нарушенное™ скальных массивов и ее классифицирование / Труды международной научной конференции «Теоретические проблемы инженерной геологии» (Москва, МГУ,25-26 мая 1999), изд-во МГУ, 1999, с.126-127.

11. Копытин А.С. Методические аспекты инженерно-геологических исследований сложнодислоцированной толщи филлитов. Гидротехническое строительство, №3, 2003, с.54-56.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Копытин, Александр Сергеевич, Москва

1. Андрианов А.В. Метод разделения пород скального основания на группы сохранности по комплексу свойств. Труды Гидропроекта. 1974, вып. 33, с.144-151.

2. Ватутин С.А. Анизотропия массива горных пород. «Наука», Новосибирск, 1988, 85 с.

3. Бек X. Классификация скальных массивов // Введение в механику скальных пород. М,: Мир, 1983, с. 159-183.

4. Белоусов В.В. Тектонические разрывы, их типы и механизм образования.- Тр. Геофиз. ин-та АН СССР, №17 (144), 1952.

5. Белоусов В.В. Эндогенные режимы материков. М.,Недра, 1978,232 с.

6. Белоусов В.В. Структурная геология. Изд-во Моск. ун-та, 1970,277 с.

7. Богданов Ю.А., Каплин П.А., Николаев С.Д. Происхождение и развитие океана. М., Мысль, 1978,157с.

8. Бондарик Г.К. Основы теории изменчивости инженерно-геологических свойств пород. М., Недра, 1971

9. Булычк Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах. И„ Недра, 1989, 270 с.

10. Варга А.А. Методическое пособие по изучению структур напластования при инженерно-геологических изысканиях для гидротехнического строительства. М., Энергия, 1979,76 с.

11. Варга А.А. Рекомендации по изучению складчатой структуры массивов при инженерно-геологических изысканиях для гидротехнического строительства. М., Энергоатомиздат, 1987.

12. Варга А.А. Инженерно-геологическое микрорайонирование скальных оснований гидротехнических сооружений. Сб. науч. трудов Гидропроекта. 1988.Вып. 128, сс.12-19.

13. Варга А.А. Инженерно-геологический анализ скальных массивов. М., Недра, 1988, 216с.

14. Варга А.А. Об изучении масштабного фактора в скальных массивах. Инженерная геология, №6,1991, с. 3-13.

15. Варга А.А. Эмпирические классификации скальных массивов. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, № 2, 1995, стр. 27-43.16.