岩体裂隙化程度与岩体变形参数的关系研究

岩体的裂隙化程度是影响岩体结构类型、岩体质量优劣以及工程岩体综合评价利用的重要因素,因此岩体裂隙化程度的定量评价具有重要的工程意义.在介绍岩体结构面分类情况的基础上,选用单位面积节理数即平硐内硐壁每5 m硐段的裂隙总条数作为岩体裂隙化程度的量化指标.然后,结合黄河上游某水电站的工程实例,运用单位面积节理数指标,通过数理统计方法统计分析岩体中的裂隙条数,探讨了该指标与岩体变形参数的关系,为可利用岩体的评价提供了较好的理论基础.     

可拓评判方法在岩体质量分类中的应用

岩体质量分类方法多种多样,考虑的因素有多有少。但不同分类方法中考虑的因素,由于评分标准的不同不可以任意相互选用,导致了传统岩体质量分类方法的局限性。可拓评判则从可拓集合理论出发,建立多指标性能参数的质量评定模型,通过定量的数值表示评价结果,这种评判方法最大的优点是可以从各种分类方法中选用不同的考虑因素进行综合评价,这样可以使评价指标最优化地接近实际的工程地质情况,分类结果自然比传统分类方法更加准确。结合隶属度的概念,应用可拓理论对岩体进行分类,从不同的分类方法中选取最适合工程实际的评价指标,提出了一种定量的指标权重的确定方法,较好地解决了工程中的实际问题。     

可拓学理论在洞室岩体质量评价中的应用

将可拓工程方法与洞室岩体质量评价相结合,从洞室工程的角度选取能够反映岩体综合工程特性的参数进行评价。在物元理论、可拓集合论和关联函数运算的基础上,建立了洞室岩体质量评价的物元模型。通过实际洞室岩体质量等级的关联度计算,对石牌岭公路隧道岩体质量进行了可拓学评价,将评价结果与以往的“RMR”评价方法的评价结果对比分析,认为洞室岩体质量的可拓学评价能够较准确地反映洞室岩体的工程特性。     

分形理论在岩体质量评价中的应用研究

简要地回顾了岩体质量评价体系,提出了一种利用分形分布与概率的联系来评价岩体质量的方法,并给出了相应的岩体质量评价的标准。研究表明,分维数D能够弥补岩石质量指标RQD在评价岩体质量中的某些不足,可以作为评价岩体质量的一个定量指标。     

多道瞬态面波勘察技术在工程岩体质量评价中的应用

基于多道瞬态面波勘察技术在工程勘察中所使用的方法具有轻便简捷、不受岩土饱水程度影响、浅层分辨率高和对测试点处场地条件要求低等优势,针对工程岩体质量评价中现有技术方法存在的不足,本文从理论上阐述了利用多道瞬态面波法进行工程岩体质量评价的可行性,并提出了将其用于工程岩体质量评价的具体测试技术方法和评价公式。通过工程实例验证了该方法用于工程岩体质量评价中具有很好的效果。     

模糊综合评判在岩体质量分类中的应用

结合工程岩体具有多样性、可变性、不确定性(随机性、模糊性)和不完全性等特点,从模糊数学综合评判理论出发,建立了多指标性能参数的岩体质量评定模型,通过定量的数值表示评价结果,以使评价指标最优化地接近实际工程地质情况。     

国标岩体分级标准BQ的图解法表示

《工程岩体分级标准》(GB50218—94)作为适用于各类型岩石工程的岩体分级标准,其采用定性与定量相结合的分级方法,在不同岩体工程行业中得到广泛应用。但因其定性描述内容繁杂,分级依据相对笼统;定量指标BQ计算时需考虑相应限制条件,使得实用性受到一定限制。基于此,介绍应用图解法表示国标岩体分级标准BQ,将岩石单轴饱和抗压强度Rc和岩体完整性指数Kv作为纵、横坐标,同时将2个限制条件考虑进去,建立可反映岩体级别的BQ折线图。经工程实例验证表明,此方法可较方便、快捷、准确地确定待评估岩体质量级别。此外,针对BQ法局部定性特征描述与定量指标不一致的情况,利用图解法结果对BQ法岩石单轴饱和抗压强度Rc和岩体完整性指数Kv的定性划分提出相应优化建议,较原有分级标准,优化后的定性分级与岩体质量评价值的吻合度提高3%～12%。最后,对BQ图解法分级指标值的选取、修正因素对图解法评价结果的影响作有益讨论与图解表示,该研究思路与结果可为后期修正优化国标BQ法提供一定借鉴作用。     

岩块卸荷效应与工程岩体质量评价

工程岩体质量评价是地下洞室工程选址、设计必须回答的主要工程地质问题,在许多常用的岩体质量评价方法中,岩体的完整性指数是一个重要评价指标,而由于岩芯卸荷效应和室内、原位波速测试的频率差异方面的原因导致岩体完整性指数不能够准确的表示岩体的完整程度,有时甚至会产生岩体完整性指数大于1的不合理的现象。论文针对以上问题开展岩块波速应力关系相关的试验,研究岩块的波速应力关系,提出岩块卸荷指标和频率修正系数2个因子对岩体完整性指数计算公式进行修正,进而对国标BQ岩体质量分级法进行改进。最后将改进的BQ岩体质量分级法在黄岛地下水封石油洞库工程中进行应用,评价结果表明场区绝大部分岩体质量都为I级或II级。     

基于层次分析法的可拓学理论在地下洞室岩体质量评价中的应用

基于可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了洞室岩体质量评价的物元模型,提出采用层次分析法计算物元模型中各评价指标的权系数的方法。通过实际洞室岩体质量等级的关联度计算,对水布垭水电站地下厂房的围岩岩体质量进行了评价,得出与现场实际相符合的结论。研究结果表明:层次分析法用于确定洞室岩体质量评价指标的权系数是可行的,并且洞室岩体质量的可拓学评价能够较好地反映洞室岩体的质量等级,具有较好的适用性。     

洞室岩体质量的多维联系云评价模型

洞室岩体质量评价具有重要意义,岩体质量评价受分布在有限区间的、相互联系和相互作用的模糊和随机不确定性因素影响,应用传统正态云模型虽可统一描述洞室岩体质量评价指标的随机性和模糊性,但在云模型数字特征确定方面存在主观性与假设指标为正态分布的局限性。为更客观准确评价洞室岩体质量等级,探讨了基于熵权的洞室岩体质量多维联系云评价模型,以实现统一定量表征洞室岩体质量评价指标的多重随机模糊性、相互作用及实际分布特征。实例应用及与一维传统云模型和其他方法对比结果表明,该模型应用于洞室岩体质量等级评价是有效可行的,且具有计算过程清晰和快捷的优点,并可综合考虑各评价因素间相互作用与刻画指标的有限区间内随机模糊分布特征。     

三维可视化建模技术在岩体质量评价中的应用

 岩体的结构特征对岩体工程施工有着重要影响,因此,正确进行岩体质量评价对工程设计和建设具有十分重要的意义。通过对大量数据的采集分析,运用三维可视化工程软件,以一种新的数据结构和方法建立工程结构和地质体三维线框和块段模型,并采用地质统计学方法对三维地质块段进行质量评价指标有效估值,最后按照空间图形集合运算算法,将不同指标的块段模型合并到一起,对岩体质量进行分析评价。将上述理论方法应用到金川III矿区的矿岩可崩性研究中,获得良好的应用效果。     

岩体质量评价体系的综合应用分析

为了准确地对苏州阳山岩体质量进行评价,采用了BQ、Q、RMR、GSI四种岩体质量评价方法,且分级结果基本一致,评价结果可以用于岩体工程稳定性评价。并对BQ、Q、RMR的两两相关性进行了分析,结果显示BQ与RMR呈线性关系,BQ与Q,RMR与Q呈对数关系。采用Hoek-Brown法对阳山岩体物理力学参数进行了计算,结果显示岩体强度较低,与岩体质量评价结果一致。最后以阳山凝灰岩为例,对岩体结构面强度进行了估算并分析了结构面条件对岩体强度的影响,结果显示结构面法向应力及节理连通率对结构面强度的影响较大且有相互制约的现象。分析结论可以为岩体工程的稳定性评价提供参考。     

国标《工程岩体分级标准》的应用与进展

 依据已发表的与《工程岩体分级标准》(GB50218-94)(简称《国标》)相关的各类文献成果的整理与分析,对《国标》执行以来的工程应用实践效果、《国标》与RMR,Q系统及HC法等分级方法的相关性、在行业标准制订上的推动作用、以及基于《国标》的研究方法进展及相关完善建议等进行总结和综述。基于多个工程200余组实测数据的统计分析,给出《国标》BQ值与RMR分值间的综合统计回归公式,对《国标》BQ法与RMR法级别划分的对应性进行验证。研究表明,该分级方法体系严谨,具有很强的科学性和可操作性。利用岩体基本质量指标BQ,减少分级的主观性,提高分级的精度,降低工作难度,方便不同设计阶段的工程应用。另一方面,在已有实践基础上,有必要对该分级方法作进一步的修订和完善。     

ISRM Suggested Methods for borehole geophysics in rock engineering

In recent years, many geophysical methods have been used in rock engineering. For effective application of geophysics, it is important to ensure that all aspects of a geophysical survey from the planning to the reporting are properly implemented. To assist this in the field of rock engineering, the suggested methods for geophysics have been drafted by the International Society for Rock Mechanics Commission on Application of Geophysics to Rock Engineering. Those for the land geophysics were already published in this journal last year. This is the second volume of the suggested methods which describe borehole geophysics. Considering the present status of their utilization in rock engineering, six types of geophysical methods used in boreholes, velocity measurement along a borehole, electric and electromagnetic logging, nuclear logging, vertical seismic profiling, seismic tomography and resistivity tomography are described. In addition, since tunnels can be considered as boreholes, Seismic Ahead of a Tunnel Face is also included in this volume because it has been often used in tunneling. For each of the methods, the following seven aspects of their deployment are described: general, applicability, planning, field operation, data processing, interpretation and output and report. Great emphasis is placed on aspects of planning and interpretation because they become more important in recent application of geophysics to rock engineering.     

窗口测线法获取岩体RQD

岩石质量指标RQD是评价岩体质量的一个重要指标，但这一传统的RQD完全取决于钻孔布置数量和方向。若钻孔数量有限，则误差较大，工程实际使用中受到限制。而采用在测量窗口中借助计算机布置测线的方法来计算RQD，可以减少误差，可综合反映岩体的各向异性特征，且可方便地获取大量的RQD，方法简便易行，适合于实际工程应用。     

三峡永久船闸岩石工程整体质量

采用综合集成理论对三峡船闸岩土工程竣工后整体质量进行评价。所集成的信息包括地质研究的资料、岩石力学计算分析的成果以及监测信息,它们代表了经验、推理和测量所获得的多源知识。工程整体安全质量的评价具有很强的综合性,既要考察岩石工程的初始岩质基础,又要考虑工程措施是否得当,以及实际的工程效果和状态。在单项因素评价的基础上进行综合评价,采用模糊评判方法得到的结果认为,三峡永久船闸岩石工程整体安全质量为B级,即为良－优,些结果应能满足工程长期安全的要求。     

卸荷条件下岩爆机理的试验研究

岩体卸荷和加荷条件下的力学特性有本质区别，高地应力地区地下工程开挖过程中发生的岩爆是一种典型的开挖卸荷现象。对粉砂岩试样进行了保持轴向变形不变的卸围压试验，在试验结果分析研究的基础上，对卸荷导致的岩爆进行了研究。研究表明。处于三轴应力状态下的岩体，如果某一方向的应力突然降低造成的岩石在较低应力水平下破坏，那么原岩储存的弹性应变能会对外释放，释放的能量将转换为破裂岩块的动能，进而町能引起岩爆。采用提前钻孔释放能量的方法。将工作面前方围岩中的能量提前释放，在即将开挖的围岩四周形成一个低应力的保护壳，能够减缓或降低岩爆的发生。     

Neufassung der Empfehlung Nr. 1 des Arbeitskreises “Versuchstechnik Fels” der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V.: Einaxiale Druckversuche an zylindrischen Gesteinsprüfkörpern

Recommendation No. 1 (revised) of the Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e. V. – “Uniaxial compression tests on rock samples“. The Commission on Rock Testing of the Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e. V. (German Geotechnical Society) is compiling instructions for rock tests in laboratory and in‐situ and for performing monitoring of rock masses and civil engineering structures. The revised version of recommendation No. 1 deals with the uniaxial compression test on rock samples and incorporates for the recent developments of testing machines and testing procedures since the first version from 1979. The requirements for the testing machines and the specimens are given as well as the procedures to perform the tests and evaluate the data. Essential modifications are the options to separate reversible (elastic) and irreversible (anelastic) deformations in the pre‐failure range and to record the post‐failure behaviour. Twelve options cover the most common applications.     

General report,session I: Engineering properties of carbonate rocks

After reviewing the geological classification of carbonate rocks, a method of describing carbonate rocks for engineering purposes is developed following the recommendations set out by the I.A.E.G. Mapping Commission. Particular attention is paid to the details of the weathering profile developed on carbonate rocks. The engineering classification of carbonate rocks is based on both the engineering behaviour of the rock as a material and in the mass. Physical properties, including strength and deformation characteristics, are used to determine a modulus ratio for a wide range of limestones including the English chalk. In addition to rock material properties, and engineering classification of the rock mass has to take account of structure, discontinuities, and details of the weathering profile. Assessment of rock mass properties requiresin situ testing to determine deformation characteristics. If the usually limited amount of data on such quantitativein situ properties is related to other measures of rock quality, then engineering geological mapping can be used to extend the applicability of the limitedin situ data to a whole site. RQD has been related to the compressibility of the rock mass, and a rock mass factor has been proposed that links the deformability of the rock material to that of the rock mass. Rock mass classifications for large underground openings may be used with limestones. Engineering problems associated with carbonate rocks are briefly reviewed, as are the properties of limestones as a building stone and as aggregate.