蚀变岩体(带)是水电工程坝基岩体的主要地质缺陷,往往构成大型水电工程的主要工程地质问题。大渡河大岗山水电站坝基岩体地质背景复杂,岩体蚀变类型复杂多样,蚀变程度强烈,对拱坝坝基岩体的稳定性产生重大影响,是坝基岩体的主要工程地质问题。作者以该水电站坝基岩体为研究对象,在岩体蚀变背景条件分析基础上,采用宏观与微观相结合的方法研究了岩体的蚀变特征及其蚀变机理,并采用岩石(体)力学测试试验手段研究了蚀变对岩体物理力学性质的影响,进而评价了蚀变岩体的质量及其可利用性。取得如下主要成果。(1)在岩体蚀变背景条件分析及蚀变特征系统调研基础上,划分了坝基花岗岩体的蚀变类型,划分为热液蚀变(包括钾长石化蚀变及绢云母-绿泥石化蚀变)、构造动力蚀变(石英-绿帘石化蚀变)及风化蚀变(全风化蚀变岩、强风化蚀变岩、弱上风化蚀变岩、弱下风化蚀变岩。根据蚀变的空间产出等宏观特征结合微观岩石学特征,分析研究了各类蚀变岩的形成机制,系统研究了不同蚀变类型和蚀变程度下花岗岩的微观岩石学特征的变化规律。(2)划分了坝区辉绿岩的构造蚀变程度等级,分为块状‐次块状辉绿岩—碎裂化辉绿岩—碎块状辉绿岩—片理化辉绿岩—泥化蚀变岩。研究了不同蚀变程度辉绿岩的岩体结构特征及微观岩石矿物学特征的变化规律,发现构造动力蚀变作用下辉绿岩均发生了较强的绿泥石化,同时还有绢云母和伊利石的生成。蚀变矿物含量随蚀变程度的增强而增大,片理化辉绿岩和泥化岩蚀变矿物含量可达59%和76%。根据现场定性判断和室内颗分试验系统划分了各组岩脉及泥化带的工程地质类别,SN和NE向岩脉为B2和B3型性状较差的结构面,NW-NWW和EW向岩脉则多为B1型岩块岩屑型结构面,泥化蚀变带属于B4型泥型结构面。(3)提出了辉绿岩的构造动力蚀变机制,根据蚀变辉绿岩的微观岩石矿物学特征的变化规律、辉绿岩的蚀变空间变化及动力条件分析了辉绿岩的构造动力蚀变机制及泥化带的形成机制。构造动力蚀变机制主要为动力碎裂作用和动力变质作用,富含辉石等暗色矿物和热液交代、多期次的构造挤压错动及后期地下水作用构成岩脉蚀变泥化的主要原因。(4)在蚀变岩微观特征及机制分析基础上,结合室内外物理力学试验手段,系统地研究了蚀变对坝区岩体物理力学特性的影响,得出了各类蚀变岩的物理水理特性、强度特性及变形特性。结果表明蚀变岩石(体)的物理力学性质主要受控于结构构造和矿物组成,其物理水理、强度、变形特性受蚀变类型和蚀变程度地影响。热液蚀变绢云母-绿泥石化相对于钾长石化蚀变软弱矿物含量较高,密度、回弹值、饱和单轴抗压强度和变形模量均较低;石英-绿帘石化由于石英和绿帘石矿物的富集导致导致结构面抗剪(断)强度明显降低;风化蚀变花岗岩和构造蚀变辉绿岩表现出相同的规律:随着蚀变程度的增强,岩石含水率、吸水率、孔隙度及孔隙比逐渐增大,强度特性和变形模量则逐渐降低。(5)采用刚性承压板对碎裂化辉绿岩和软弱岩带进行压缩蠕变试验,研究了蚀变辉绿岩的蠕变特性,建立了蠕变本构模型,并从微观岩石学特征及结构特征分析入手,分析了蚀变程度对辉绿岩蠕变特性的影响。构造蚀变程度较大的软弱岩带相对于碎裂化辉绿岩,具有变形量值较大,长期压缩蠕变强度、瞬时模量和长期蠕变变形模量低的特点。(6)分析蚀变对岩体质量的影响,建立了坝区蚀变岩的岩体质量分析系统,简要评价了蚀变岩的可利用性。