基于岩体结构面分级的抗剪强度确定法

岩体结构面抗剪强度是岩质边坡稳定分析的重要参数之一,基于岩体结构面分级的抗剪强度确定法旨在研究如何合理确定该参数值.结合结构面岩性、粗糙度、充填物和富水程度等特征,将软弱结构面按工程特性划分为5级.在结构面分级基础上,以构造类似和地层岩性组合等条件基本相同的原位剪切试验成果作为基础资料,分别按结构面等级差异和施工扰动影响进行参数修正,确定具体工点的结构面抗剪强度.修正因素包括结构面充填物、结构面起伏情况和粗糙程度、岩壁岩石抗压强度及风化情况、饱水程度、爆破或震动影响等5个方面.经重庆一高速公路顺层边坡工程验证,该方法具有较强的工程实用性,是一种便于推广应用的新型结构面抗剪强度确定法.     

JRC-JCS模型与直剪试验对比研究

 结构面抗剪强度是影响工程岩体稳定的重要因素,它决定工程岩体破坏的可能性。基于结构面粗糙度系数定向统计测量技术的JRC-JCS模型可以考虑地质和环境因素的影响,具有费用低、速度快、简便易行等特点,是获取工程岩体无填充或少填充硬岩结构面抗剪强度参数的实用方法,已为50多个岩体工程提供了结构面抗剪强度参数。为分析JRC-JCS模型评价结构面抗剪强度参数的可靠性,选取天然岩石结构面试样,进行干燥状态和饱和状态结构面抗剪强度直剪试验和JRC-JCS模型评价的对比研究。结果表明,在结构面粗糙度系数的定向统计测量、尺寸效应分析,以及剪切过程衰减折减的基础上,运用结构面粗糙度系数定向统计测量技术的JRC-JCS模型评价的结构面抗剪强度参数与直剪试验结果具有较好的一致性,JRC-JCS模型对结构面峰值摩擦角有较好的预测能力。     

岩体结构面抗剪强度参数试验研究

从工程实际出发,讨论了岩体结构面直剪试验方法的选取原则。工程实例表明,采用现场原位抗切试验确定结构面c值,再结合规范取值确定φ的方法更适用于坡高小于25m的中小岩质边坡。结合乌江构皮滩水电站岩体结构面大型原位抗剪试验成果,分析了结构面性状对结构面抗剪强度的影响。本文还通过多组室内试验研究了水对结构面抗剪强度的弱化作用,得出若干有益的结论。     

长期浸泡作用下石英片岩剪切特性研究

为研究十堰至巫溪高速公路绢云母石英片岩高边坡的岩体力学特性,开展了石英片岩的XRD衍射试验分析其矿物组成,通过薄片观察计算亲水矿物含量,开展经过长期浸泡后的结构面直剪试验研究其剪切强度变化,并探讨了亲水矿物含量及节理试样浸泡时间对结构面力学性质的影响。研究结果表明,片岩中绢云母、方解石等亲水矿物的含量直接影响了岩体强度,亲水矿物含量越大,结构面抗剪强度越小,浸泡时间也是影响岩体结构面强度的关键因素,浸泡时间越长抗剪强度降低越显著,且抗剪强度降低速率随着浸泡时间的增加逐渐变缓,最后趋于稳定。在实际工程中应根据不同的坡体岩性和亲水性矿物含量及不同工况选取合适的计算参数对边坡进行设计支护。     

节理粗糙度对岩石力学性质的影响研究

岩体是完整岩石被结构面(节理、裂隙、断层等)纵横切割而成的地质体,结构面的存在是造成岩体工程性质不连续、各向异性和不均一的根源。而岩体节理的粗糙度影响岩体力学性质,如岩体的抗压强度,抗剪强度。文章从岩体抗剪强度和抗压强度两方面综述节理粗糙度对岩体力学性质的研究,并进行理论分析及总结。     

某水电站岩体结构面抗剪强度预测及分析

通过对某水电站岩体抗剪强度试验成果,采用Hoek-Brown对该类结构面抗剪强度进行了预测分析,Hoek-Brown法预测结果与点群中心法的峰值强度平均值、残余强度平均值较为相近;同时采用线性、多项式等方式进行拟合,从拟合结果可知在一定的正应力条件下,结构面的抗剪强度不是直线型发展的,在结构面试验中一定要注意曲线所代表的参数选值和界定范围及环境。对结构面抗剪性能的预测及分析,可为类似试验工程提供借鉴。     

砂岩结构面抗剪强度参数研究

针对马家岩水库龙门沟坝址的Z11、Z12、Z13等组岩层结构面(软弱夹层)进行的原位直剪强度试验3组(15点)和室内直剪(中型直剪)强度试验26组(155点)试验成果,以及4组矿物成份、化学成份等物理性质的试验成果,分析研究并初步揭示了砂岩结构面抗剪强度特性.     

节理岩体正交各向异性等效强度参数研究

将节理裂隙视为岩体的损伤,利用岩体裂隙网络模拟技术、损伤力学和节理张量理论对等效抗剪强度参数(即黏聚力和摩擦系数)进行了研究。在岩体损伤力学研究成果的基础上,研究了包含多组节理裂隙的岩体在空间任意截面上损伤变量的近似计算方法;以损伤变量作为加权系数,将岩块和结构面抗剪强度参数的加权平均值作为岩体等效强度参数;根据岩体在各空间截面上的等效抗剪强度参数计算成果,将岩体抗剪强度参数等效为正交各向异性变化的抗剪强度参数;编制相应的计算程序,通过计算实例验证了研究成果和计算程序的正确性。     

边坡稳定性分析中工程岩体抗剪强度参数选取的神经网络方法

影响工程岩体抗剪强度参数的因素很复杂，具有不稳定性。由于神经网络方法不仅能考虑定量因素，而且能考虑定性因素的影响，因而神经网络适用于解决非确定性的工程岩体抗剪强度参数的选取问题。建立了选取工程岩体抗剪强度参数的人工神经网络模型，并利用大量工程资料对网络进行训练和测试，得出了一些有意义的结论。     

碎粒型结构面特征及物理力学参数优化分析

某水电站坝区两岸的勘探平洞揭示了百余条挤压破碎带,兼具挤压错动和风化蚀变双重特征,其组成以碎粒岩为主,空间分布不均。作为一种软弱结构面,其工程地质特征及物理力学参数对坝区岩体利用和枢纽建筑物布置具有重要影响。通过现场调查及物理试验,分析统计了其发育分布特征、物理性质;结合现场碎粒型结构面的抗剪强度试验,获得了抗剪强度参数,根据点群趋势,分别按优定斜率法和最小二乘法取值。为避免因某些薄弱单元的累进性破坏而危及工程岩体的整体安全,建议使用优定斜率法成果的下限值作为试验成果标准值。