北山沙枣园花岗岩体随机结构面的空间分布

摘要

北山沙枣园是我国高放废物处置库的备选场址，该区域中广泛分布的随机结构面是控制岩体变形和核素迁移的关键因素.选取600 m×600 m×600 m沙枣园岩体为研究对象，采用露头节理调查和钻孔裂隙编录的方法，探究岩体随机结构面的空间分布规律.首先开展随机结构面的产状分析，并运用基于粒子群的K-means算法开展产状聚类，岩体中主要发育倾角大于65°，走向为NNE向、EW向和NW向的随机结构面，其中钻孔裂隙优势组为295.4°∠68.3°、189.5°∠71.2°、235.6°∠69.2°和66.0°∠33.0°，露头节理优势组为320°∠79°、180°∠77°、282°∠80°和231°∠67°，两者呈现相似特征；其次开展露头节理平面分析，采用Voronoi法剖分岩体，计算节理平均迹长值和中点面密度值表征剖分后的岩体节理发育特征，岩体东北部的平均迹长值约为西南部的一半，而中点面密度在岩体中部最大.据优势组拆分露头的节理参数值，相对于其他优势组，NE向与NNE向优势组的平均迹长更长，中点面密度值更大；最后开展钻孔裂隙的位置分析，据产状聚类分析结果，绘制不同优势组的走向、倾角深度分布图，裂隙呈现深度不均匀的分布特征，平均线密度为0.11 m^–1，在[–150 m，–160 m]区间达到最大值0.60 m^–1，在[–310 m，–370 m]区间密集发育NNE向裂隙.研究结果可以为沙枣园区域的高放废物处置提供参考依据.

关键词

高放废物 / 花岗岩 / 随机结构面 / 钻孔 / 露头

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52008080,42272321)