Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ
Апрель 2003 года, Секция ГЕОЛОГИЯ,
Подсекция: Инженерная и экологическая геология.

Изучение напяженно-деформированного состояния зоны влияния Ионахшского разлома

Барыкина О.С.

Определение напряженного состояния пород вблизи и в пределах зон динамического влияния разрывных нарушений и учет этого напряженного состояния при оценке устойчивости горных выработок и конструктивных элементов гидротехнических сооружений является одним из важнейших вопросов инженерно-геологических изысканий.

Целью предлагаемых исследований является выявление особенностей распределения напряжений в пределах зоны динамического влияния разрывного тектонического нарушения.

В качестве объекта исследования был выбран тектонически активный Ионахшский региональный разлом второго порядка, прослеживающийся на участке Рогунского гидроузла в Таджикистане. В геологическом отношении этот район расположен в зоне сочленения юго-западного Тянь-Шаня и Восточного Памира и характеризуется высокой (до 9 баллов) сейсмичностью. Рогунский гидроузел находится в узком V-образном ущелье, борта которого поднимаются над руслом р. Вахш на высоту до 600 м. Участки расположения плотины высотой около 350 м и напорно-станционного узла размещены в едином тектоническом блоке, ограниченном на северо-западе Ионахшским региональным разломом второго порядка, падающим, согласно со слоистостью в юго-восточном направлении под углом 75^o - 80^o, а на востоке, юго-востоке разломом N 35, оперяющим шов Ионахшского разлома. По данным геологической съемки, эти разломы представляют собой взбросы. Ионахшский разлом является местом сочленения синклинальной складки (лежачее крыло), сложенной терригенными песчано-глинистыми породами верхней юры и нижнего мела и областью моноклинального залегания пород (висячее крыло) того же генезиса и возраста. Мощность зоны дробления Ионахшского разлома колеблется от 15 до 20 м (в пределах тектонической линзы до 80 м) и характеризуется сильно раздробленными и милонитизированными породами. По результатам инструментальных измерений были зарегистрированы относительные вертикальные смещения бортов Ионахшского разлома, которые составляют 1 - 3 мм в год.

Решение поставленных задач осуществлялось с помощью расчетов, основанных на методе граничных элементов. Массив горных пород рассматривался как изотропная линейно-упругая среда, при этом учитывалось влияние таких факторов, как:

- неровности рельефа (наличие каньонообразной долины);

- разрывное нарушение;

- гравитационная сила;

- горизонтальная сжимающая сила, моделирующая тектоническую.

Расчеты показали, что изменение напряженно-деформированного состояния происходит на расстояние 150 метров со стороны лежачего крыла и на 70 метров со стороны висячего. Зоны концентрации сжимающих напряжений располагаются на глубине 70 метров со стороны лежачего крыла. Таким образом, проведенные расчеты показали, что область изменения напряженно-деформированного состояния больше наблюдаемой в массиве зоны изменения пород. Расчетная зона влияния Ионахшского разлома превышает непосредственно измеренную в 1,5 - 2 раза.

Таким образом, моделирование распределения напряжений в массиве пород, вблизи разрывной тектонической структуры позволяет:

1. Давать характеристику напряжений в массиве пород при наличии разрывной тектонической структуры.

2. Прогнозировать расположение областей повышенных сжимающих и растягивающих напряжений в зоне динамического влияния РТС.

3. Учитывать (оперативно) изменения напряженного состояния при детализации исследования разрывной тектонической структуры, его мониторинга при строительстве и в процессе эксплуатации сооружения.