层状岩体变形模量参数全过程确定方法研究

针对层状岩体现场变形试验中一个综合变形模量指标无法准确反映全过程变形特征的问题,引入自然应变的概念,从单裂隙结构出发,推导了适用于层状岩体结构的压力变形关系曲线解析方程,并进一步建立应力与变形模量的负指数模型。为验证负指数模型的有效性,通过几内亚苏阿皮蒂水利枢纽工程坝址区层状岩体变形试验成果进行验证。研究结果表明,提出的确定层状岩体变形试验全过程变形模量的方法可以高精度拟合试验数据,并可以较好地表达应力与变形模量的非线性关系。     

水电工程岩体变形模量的确定方法

根据国内外工程的经验,探讨利用岩体分级指标RMR值及Q值、纵波波速等岩体物理力学参数与岩体变形模量的相关关系,通过估算的方法快速、经济地获取岩体变形模量值,用于小型工程或是试验数据不足工程岩体变形模量的确定。     

南水北调西线工程岩体变形特性现场试验研究

为准确获取南水北调西线工程坝址区岩体变形指标,采用刚性承压板法,在阿达坝址、仁达坝址和阿安坝址平硐中开展了岩体变形现场试验。结果表明:3个坝址区岩体变形模量、弹性模量受岩性组成影响明显;压力—变形关系曲线类型大部分为近似直线型或下凹型,这与岩体受节理裂隙切割情况、加载方向以及岩体完整度等密切相关;加载方向和应力水平对岩体变形特性产生一定影响,变形模量随应力的增大总体呈逐渐增大趋势,弹性模量与应力水平的关系受加载方向影响,随应力变化的规律不明显;现场岩体变形测试结果与地震波速测试结果、规范建议值的对比分析表明,坝址区岩体总体为Ⅴ类,三者之间具有较好的对应性,现场岩体变形试验参数测试结果是可靠的。     

深部变形破裂岩体变形模量研究

以叶巴滩水电站深部变形破裂岩体为研究对象,开展深部变形破裂波速测试和现场变形试验,通过对相关动静试验结果进行分析,推导出波速与变形模量之间的关系,并据此评价了深部变形破裂岩体变形模量。研究表明:轻微松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为17.22 GPa,损伤大多不超过50%;中等松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为12.02GPa,损伤为40%~70%;强烈松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为7.3GPa,损伤超过50%。     

基于岩体质量分级的岩体变形特性研究

坝基和坝肩岩体的变形特征是影响大坝施工工艺和大坝能否长期稳定的重要因素之一。为合理确定叶巴滩水电站岩体的变形模量,基于岩体质量分级,进行了室内试验和现场刚性承压板试验。通过数理统计分析,结合岩体质量及其所处地质环境给出岩体变形参数建议值,并用声波对变形试验结果进行拟合,得到其相关系数大于0.83,即证实了实验成果的合理性。     

固结灌浆后岩体变形模量的确定方法——以高摩赞大坝枢纽工程为例

根据国内外工程经验,岩体变形模量的确定方法主要有现场试验和间接估算。固结灌浆后建基岩体的变形模量,往往难以进行大量的现场试验,而固结灌浆后的检查孔多会进行孔内声波测试。结合工程实例,在取得大量纵波测试数据和现场岩体变形模量试验资料基础上,拟合出纵波速度与岩体变形模量的相关关系,利用固结灌浆检查孔实测声波纵波速度,采用拟合的相关关系,对固结灌浆后岩体变形模量进行估算的方法,经济、便捷地取得灌浆后岩体的变形模量值。为工程设计复核提供了可靠的依据,可用于相似工程或试验资料不足工程灌浆岩体变形模量的确定。     

节理分布对岩体变形试验的影响分析

以某水电站坝址岩体现场承压板试验为依据,通过对比分析两组岩质及岩体结构基本相同的岩体承压板变形试验的数据及结果,揭示了节理的存在和数量对岩体现场变形试验测试值的影响。在此基础上,采用数值模拟手段,探讨了层面裂缝间距、倾角对层状岩体变形模量的影响规律。研究成果对提高岩体现场变形试验的准确性及代表性具有较好的参考价值。     

基于改进RBF神经网络的硬岩岩体变形模量预测

岩体变形模量确定方法有室内外试验法、数值分析法、反分析法、岩体分类法等。上述方法均存在很大缺陷,而神经网络法的日益完善使通过建模预测岩体参数成为可能。以溪洛渡水电站的88组数据为基础,考虑岩石质量指标RQD、RMD、Vp等因素,建立了基于模式搜索法的改进RBF神经网络模型,并用该模型预测岩体变形模量。为了验证模型的准确性,将西藏如美水电站岩体的17组数据代入,将其预测结果与BP神经网络模型结果及原位数据作对比。结果表明,改进RBF模型更适于硬岩岩体变形模量的预测。     

卸荷岩体损伤断裂力学分析及其参数研究

研究了岩体在拉剪应力作用下裂缝尖端的亚损伤区大小，以及亚损伤缝的长度，通过损伤分析，给出了损伤岩体的变形模量，以及损伤扩展的变形模量，并且将岩体的连通率与变形模量联系起来，这是对岩体力学损伤分析的有效补充。     

BQ岩体质量分级与坝基岩体变形模量关系

总结了已有利用岩体质量分级估算岩体变形模量的各种方法,讨论了其应用条件及预测结果,并根据已有研究成果及黄河上游两座电站的55组实测数据,建立了几个利用岩体工程分级[BQ]估算岩体变形模量的公式。通过估算结果的对比分析,阐明了各种方法预测结果的异同,并推荐了用来估算岩体变形模量的公式。     

高陡边坡灌浆岩体变形模量测试及评价

现场原位变形试验能准确获取岩体的变形模量,是评价岩体灌浆加固效果的有效方法。我国西南山区山高谷深、地形险要,复杂的地形和气候条件使得在边坡表面开展原位变形试验极为困难。为此提出了高陡边坡原位变形试验与测量方法,分析了应力传递深度对变形试验结果的影响和温度变化引起的变形测量误差的计算公式。以某水电站高边坡为例,选择含平行结构面的不同质量岩体,对其灌浆前、灌浆后及强化灌浆后的变形模量进行测试,得到结论如下:①固结灌浆对高质量岩体变形模量的提高效果不明显,而低质量岩体在灌浆后、强化灌浆后变形模量可分别提高22%和38%;②结构面充填胶结后,会对两侧岩块变形起到约束作用,类似增加中间主应力提高岩体变形模量的效果,沿结构面走向方向的岩体变形模量也会明显提升。     

某坝址玄武岩岩体强度和变形特性

通过现场地质调查，结合原位试验和岩体质量分类，研究了某坝址玄武岩岩体的变形和强度特性，结果表明：该坝址玄武岩岩体单轴抗压强度，抗强度和内聚力大约比完整岩石相应低１－２个数量级；变形模量低１－２倍；从弱风化上段， 化下段到微新岩体，抗压强度以２－３倍的量级增大，耐抗拉强度以一个数量级     

节理岩体强度和变形模量的经验估算方法

确定节理岩体强度和变形模量的途径有三:原位试验法、经验法和解析数值法。前者受时问和资金的限制而难以大量采用;后者因种种假设以及参数确定的人为性或困难性而难以使人信服,经验法则以岩块试验和现场地质调查为基础,根据理论和实践经验而提出的;经受了一定的时间考验,具有较好的置信度,因而在全球范围内被广泛采用。本文介绍了霍克-布朗(Hoek-Brown)经验判据、夹格尔(Jaeger)单弱面理论、希诺(Sheroey)等人经验判据、拉太(lajtai)经验公式推求节理岩体强度;介绍了布艾希凯(Bieniawski)、希拉菲门(Serafim)和皮内纳(Pereira)、巴尔通(Barton)等人的经验方程估算节理岩体的变形模量;最后给出了工程实例。     

非均质结构岩体的综合变形模量

针对二滩水电站坝区岩体结构极不均一的特点,如何求取岩体的变形模量,本文提出了“细单元—变形等效”综合分析法,其基本思路和方法为:首先按控制岩体变形特性的主要地质因素,即岩体完整性、节理面风化程度、节理性状等,进行细致的地质细单元划分,并以评价岩体变形特性的复合指标(RRDF)作为定量划分的根据;再按与各类细单元条件相似、RRDF类同的试验点成果值,采用计算式求得综合变形模量。     

软弱岩体大型刚性承压板中心孔变形试验研究

刚性承压板中心孔变形试验是了解坝区深部软弱岩体变形特性的重要手段,详细介绍了大岗山水电站坝区软弱岩体的大型刚性承压板中心孔变形试验方法,深入分析了坝区软弱岩体变形随深度和压力变化的规律.推导出了圆形刚性承压板下深部岩体压缩变形的计算公式,并根据试验资料计算出了坝区软弱岩体的变形模量与视变形模量,为大岗山坝区工程的设计和施工提供了重要的力学参数.     

露天表面岩体质量现场原位测试设备研制及其应用

建基面岩体变形模量检测是在开挖建基面上进行的,与常规在专门的勘探平洞、工程灌浆平洞、排水平洞内进行的试验检测原理和反力条件、使用设备、安装工序、工作场地等均发生大的变化。因此,在试验检测点满足规范要求条件下,专门研制的岩体变形快速检测仪（YBKC-70）,通过采用新的锚固方式,缩短试验检测周期,并成功应用到锦屏一级建基面岩体质量的检测上。通过对E0～Vcp的相关关系分析,表明E040和E050总体趋势一致,完全可以进行施工开挖期的变形模量预测,从而指导设计、施工。     

高压隧洞裂隙密集区岩体原位变形试验

为了解深圳抽水蓄能电站高压隧洞裂隙密集区岩体变形特性,针对衬砌前隧洞围岩开展了钻孔变形和岩体声波试验工作。与前期勘探平硐内承压板变形试验结果对比,分析了裂隙产状对试验结果的影响,认为陡倾角裂隙对钻孔变形试验结果影响较大、裂隙区的岩体变形模量普遍降低。研究成果对提高岩体现场变形试验的准确性及代表性具有一定的参考价值。     

基于FAHP-可拓学模型的倾倒岩体质量评价

为了解决倾倒变形岩体质量评价的难题,综合运用了可拓学理论中的物元概念与模糊层次分析法。从苗尾水电站左坝肩9号平硐水平位置取样确定不同深度倾倒变形岩体的质量,根据现场实验数据以及已有的岩体质量评价方法,得出倾倒变形岩体等级标准及评价指标的量值。运用层次分析法,并加入模糊数学的理论计算得出更加合理的各指标的权重系数,并根据可拓学理论构造经典物元、节域和可拓集合中的关联函数,建立倾倒变形岩体质量评价的模糊层次分析法-可拓学模型。研究表明,该模型比RMR得到的样本质量评级略低,能考虑倾倒岩体的特征,较好地反映倾倒变形岩体质量。     

承德市双峰寺水库岩体力学指标分析

野外大型混凝土与岩体抗剪强度试验,主要测定混凝土与岩体两者接合部位的抗剪(断)强度,为工程设计提供建筑物表层抗滑稳定与深层抗滑稳定计算中的主要力学参数摩擦系数f值、凝聚力C值。岩体变形试验是测定工程设计中所需要的岩体变形模量与弹性模量力学参数,获得岩体的变形特征。     

古贤水利枢纽坝址岩体变形模量试验方法研究

采用刚性承压板逐级一次循环法,对古贤水利枢纽坝址岩体变形模量进行了试验研究,其最大应力为7.5 MPa,分5级均匀施加。介绍了试件布置、试件制备、仪器设备安装,现场试验方法和岩体变形模量、弹性模量计算的方法等。岩石压力与变形的关系曲线分为5种类型,即直线型(a)、近似直线型(d、e)、上凸型(c)、下凹型(b)。a、d、e呈线性关系,采用取直线段计算岩体全变形量和弹性变形量,b、c呈非线性关系,逐级分别计算全变形量和弹性变形量。