工程地质岩组与岩体质量分级在岩石工程中应用对比

在多不良地质体存在条件下,不同建设阶段岩体质量级别判别结果常会出现较大差别,成为岩石工程建设中争论焦点之一。岩体质量分级可给出相应力学参数,但对复杂地质体的变形破坏模式难以区分,影响到合理的开挖和支护方案的制定。结合岩石工程目标,在地层岩性对比和相应物理力学特性区分基础上,划分出的工程地质岩组,成为了工程地质条件评价、分区和工程规划的重要基础。在岩石地下工程设计和施工中还需有岩体质量分级作为依据。前者是以岩体工程地质力学观点为基础的较大范围的定性分类,抓住地质体关键内因之一的岩体地质建造和构造改造来分类,有利于得出相应变形破坏模式;后者以单指标或多指标来计算评判岩体质量好坏,包括了工程岩体本身和所处地质环境因素。在岩石工程不同阶段和不同层次上,它们的依据和应用各有所长,对工程地质问题的大尺度超前预报和工程设计起着不同作用,而又有一定的交叉和重叠,结合起来运用可发挥合理解释变形破坏模式和对比不同阶段判别结果的工程效果。结合雁门关隧道工程,给出它们的应用情况对比,以便于其在不同工程建设中更好地区别运用。     

松动岩体的工程特性研究

 大柳树坝址位于规模巨大的活动断裂带内, 岩体发生了大范围松动, 表现为两岸岩体“风化”深度明显偏大,岩体质量指标偏低, 岩体完整程度差, 地下水位埋深大, 岩体透水性强, 岩体强度大幅度降低, 岩体质量差。这些工程特性与同样外动力条件、同时代、同岩性、相距仅48 km 的小观音坝址形成了巨大反差。由于区域断裂活动和松动岩体的双重制约, 使得大柳树坝址区工程地质问题复杂化, 不仅评价困难, 而且处理难度大。     

层状岩体结构划分与岩体工程地质评价

通过对有关规范的层状岩体结构划分标准进行了简单的对比分析,指出目前现行规范之间的较大差别,并试图建立一个新的适用划分标准,在此基础上,简单讨论了层状岩体结构划分对于坝基、地下工程、边坡的工程地质评价的作用和意义。     

基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法

 对于线路工程上具有普遍性的岩质边坡,因数量多,范围广,工程勘察深度相对较浅。依据规范的测试和试验,建立一种基础性岩体质量评价方法,实现边坡工程岩体分级,并根据行业要求与经验提出支护措施,对提高岩质边坡工程设计与施工的科学性无疑具有重要的意义。针对现有的《工程岩体分级标准》(GB50218-94)没有涉及边坡工程岩体分级,在深入研究和系统消化边坡工程岩体分级成果基础上,提出基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法(简称BQ-RSlope方法)。该方法在岩体基本质量指标基础上,考虑控制边坡稳定性的主要结构面类型与延伸性、结构面产状与坡面间关系以及边坡内地下水发育程度等影响因素,对岩体基本质量指标进行修正,由此确定边坡工程岩体级别,并给出各级别边坡工程岩体自稳能力的评价。结合4个边坡工程10个坡段的应用性验证,表明依据文中方法获得的各边坡坡段的岩体质量分级以及该基于质量指标对边坡稳定性的评价结果与工程实际总体相符,提出的依据BQ的岩质边坡工程岩体分级方法是合适的。     

工程岩体的超声波分类及强度预测

针对目前在岩石工程中广泛采用的隧洞围岩分类Ｑ系统和ＲＭＲ工程岩体分类,利用统计结果将岩体的超声波速与岩质量指数Ｑ和岩体分类指数ＲＭＲ联系起来,建立了由岩体超声波速估计岩体分类指数ＲＭＲ的计算公式,通过测定岩体的超声波可对岩体进行分类。为了预测岩体的变形及强度参数,引入Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则,给出了岩体变形及强度参数的预测方法。在三峡工程永久船闸高边坡岩体的应用中,超声波预测的力学参数与ＲＭＲ分类     

岩体工程与岩体力学仿真分析——各向异性开挖卸荷岩体力学研究

概述了岩体工程与岩体力学研究现状 ,讨论了现理论研究成果与岩体工程实际监测资料不相吻合的问题。分析其主要原因 ,是现岩体力学研究理论模型与岩体工程实际力学模型不相吻合所致。故应严格根据岩体工程实际力学动态相应进行岩体力学仿真分析 ,方可得到正确的分析成果。笔者曾提出“卸荷岩体力学”的概念 ,以归纳开挖卸荷岩体力学研究内容 ,已经高边坡和地下工程实例所验证 ,开挖卸荷岩体力学研究是岩体工程及其力学仿真分析的重要组成部分。     

岩体质量分级风险分析方法及岩体力学参数研究

结合拟建的特大型桥梁工程--镇扬长江公路大桥岩石地基,在确定基岩岩体质量、岩体力学参数、基博士学位论文岩岩石地基承载力及嵌岩桩竖向承载力和沉降方面,进行了系统研究和探讨,取得的研究成果有以下几方面(1)探讨了多元数据最优分割方法在岩组划分中的应用.根据现场测得的3个定量指标(岩体超声波波速、岩石点荷载强度及岩石质量指标(RQD)),运用多元数据最优分割方法对镇扬长江公路大桥地基岩体进行了详细的岩组划分.(2)改进已有用于岩石力学指标分析的随机-模糊方法.认为随机-模糊处理方法更符合实际,并优于其他方法.(3)针对岩体结构面间距最常见的两种分布形式--负指数分布和对数正态分布,提出了岩石质量指标(RQD)的Monte-Carlo模拟方法及其风险分析方法.对于自然界大部分岩体,可根据结构面间距统计参数,直接在本文得出的一系列岩石质量图上定出RQD平均值、岩石质量百分比(RQp)及岩石质量风险(ROR).(4)提出和建立了节理网络图上计算该网络分形维数和RQD值的方法以及进一步作出用RQD和分维值表示的岩体质量描述图,首次提出了岩体结构面分布分维计算的风险分析方法.(5)应用RMR岩体质量分级系统及国标<工程岩体质量分级>方法对镇扬大桥中桥位主要工程部位各岩体质量进行了评价;首次提出和建立了基于上述两种方法的岩体质量研究的风险分析方法.(6)论文提出了综合确定岩石地基承载力的方法和步骤①运用基于Hoek和Brown岩石经验破坏准则的两种方法预估岩石地基极限承载力;②用数值计算方法校核地基应力状态及地基变形;③运用国内主要规范方法确定岩石地基容许承载力,然后用数值分析方法计算该岩石地基在容许承载力作用下的变形.文中给出了桥址区基岩岩石地基承载力的计算实例.(7)针对镇扬大桥节理化岩体,根据优势面理论,分析确定了影响和控制岩体地基承载力的优势面组合,提出了优势面与"遍有节理单元”数值分析确定岩体地基承载力的联合算法.对于存在大量贯通性结构面的岩体,该方法更符合实际情况.(8)针对大桥南塔区域范围内基岩空间变异性大的特点,运用空间轴对称数值分析模型,对塔基大直径嵌岩钻孔灌注桩单桩沉降及塔基范围内可能的差异沉降进行了分析计算.提出了一些有益的建议和工程对策.     

松动岩体堆积层的综合勘探

一、松动岩体的特征、成因及危害一种特殊的岩体破坏，所造成的工程地质现象近年来始为人们所认识。这种岩体破坏大都具有以下特征：它一般发育于地质构造比较强烈，切割较剧的山区陡峻的峡谷岸坡；规模较大且岩层十分破碎；风化深度一般不超千米。从表形看，类似滑坡和岩难，比如，能产生较大规模的岩体向坡脚移动，其后线可出现与母岩体分开的脱离面，与滑坡比，又无统一的滑动面和变形破坏过程。移动体从表层向下多半为岩体碎块逐渐过渡为原岩体结构。另外，它的外形又类似岩体，能在玻脚形成一定的堆积。但不同的是，它的堆积物与原岩体…     

基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用

 根据建立的由岩体波速估算地质强度指标GSI和岩体扰动参数D的计算公式,引入Hoek-Brown准则,给出岩体波速预测岩体力学参数方法(简称岩体波速法)。以中缅油气管道(国内段)澜沧江跨域工程边坡岩体力学参数研究为例,并以室内岩石物理力学参数和场区声波测试数据为基础,采用岩体波速法和E. Hoek建议法预测场区的岩体力学参数。结果表明：岩体波速法和E. Hoek建议法所得的结果平均相对误差均较小,两者基本等效,数值模拟结果更进一步验证了工程应用效果的合理性。该方法在试验资料不足的情况下,能为岩体力学参数的快速评价提供一条新途径。     

工程岩体设计分类及模糊综合评价方法

为了更准确、客观地反映岩体分类,直接地说明岩体对于目标工程的分类等级,本文在原有工程岩体分类的基础上,加入了工程建筑活动因素及相应的评价标准。并使用了模糊综合评价方法,建立了工程岩体设计分类方法,通过实际应用检验,得到了较好的效果,分类结果符合岩体分类要求,反映了岩体的真实状态。     

Rock Engineering Risk

<正>The invaluable book reports the outcome or the work or the Commission on Design Methodology of the International Society for Rock Mechanics(ISRM)in the ISRM's 2011-2015 term of office during which Professor John Hudson acted as Commission President while Professor Xia-Ting Feng served as ISRM President.It provides a sequel to the authors'previous book,Rock Engineering Design(Feng and Hudson,2011),which reported the work of the     

Back Analysis in Rock Engineering

正This volume is the fourth in the International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering(ISRM)Book Series,edited by Professor Xia-Ting Feng,ISRM Past-President and Vice Editor-in-Chief of this journal.The author,Professor Shunsuke Sakurai,of Kobe University,Japan,has also had a long and distinguished association with the ISRM,having served as the Society's ninth President in the     

智能岩石力学(3) ———智能岩石工程

１引言岩石工程的设计、施工、稳定性分析、灾害预测和防治是个复杂的系统工程,且是动态的、非线性的,不可逆的,具有应力路径依赖性。需要从系统、不确定、全方位的角度,采用智能和综合集成的分析方法。本文应用智能岩石力学的思想［１～３］,就岩石工程的智能设计与...     

泥质膨胀岩工程地质研究

220 kV草坝变电站场地内广泛分布的第三系砂质泥岩和泥岩具有膨胀性。本文首先探讨了泥质岩膨胀性的划分标准;其次,通过对试验结果的分析、研究,初步判定了工程区段泥质膨胀岩的工程特性;最后,探讨了泥质膨胀岩地基处理的工程对策。     

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。     

采用综合勘测技术研究隧道锚岩体工程地质特征

结合岩溶地区新型悬索桥工程实例—中缅天然气管道澜沧江跨越工程,介绍了隧道式锚碇综合勘测技术;通过工程地质调绘、钻探、物探、跨孔电磁波CT、波速测试、钻孔全景数字摄像、室内试验等多种手段,研究了锚碇岩体的工程地质特征,从地层分布情况、岩溶发育、裂隙发育、岩体完整性、水文地质特征等多个方面对岩体工程地质进行分析与评价;根据测试结果并结合工程经验,给出了相应的设计参数,并对设计及后续施工提出了合理化建议。     

深埋隧洞中高水压对致密围岩变形的影响程度

在深埋高围压、高水压岩石工程中,合理分析高水压对围岩的影响程度,对控制工程成本具有重要意义。为了研究高水压力对围岩稳定的影响程度,通过分析适用于岩石中的Biot有效应力原理,本文在弹性条件下推导出用常见岩石参数表示的Biot系数公式,分析总结出Biot系数不仅和孔隙率有关,随孔隙率减小而非线性减小,而且还跟岩石泊松比或者说岩性有关,其值大于孔隙率。并且提出了在特定围压和水压下,孔隙率小于某个界限值时可以忽略水压力影响,并给出了界限值的求解方法。最后通过锦屏二期水电站引水隧洞实例分析,验证了论文观点的正确性。     

岩石地下工程施工测量的监理工作

岩石地下工程的特点及其开挖方法的特殊性决定了施工测量监理工作成为该类工程质量控制的关键环节。本文结合作者近几年从事岩石地下工程施工监理的工作实践,主要从岩石地下工程施工测量的专业特点、测量监理工作内容与工作流程、监理工作的控制要求及目标值、测量施工监理的工作方法与措施等方面,对岩石地下工程施工测量监理工作阐述了自己的体会和认识。     

土石坝工程施工质量控制

土石坝一般用于水利水电工程,其作用重大。所以,要从料场的选址开始,对用料、坝基处理、坝体施工进行全过程的质量控制,对施工而言,主要从材料及坝体两方面,阐述了土石坝质量控制的关键及要点。     

地下工程中注浆岩石锚杆施工工艺

分析了国内外关于地下工程注浆岩石锚杆施工工艺研究现状,包括基于锚固体加固效果角度对岩土锚固作用机理分析、基于注浆体与岩土局部变形理论对全长注浆岩石锚杆锚固施工工艺研究等,结合地下工程注浆岩石锚杆锚固工程实践,对地下工程中注浆岩石锚杆锚固施工进行了总结,对提高我国岩石锚杆锚固施工技术水平具有一定的工程实践意义.