浅述岩体力学参数确定方法
四川建筑 第卷5期 1浅述岩体力学参数确定方法
周恒松,高 波
(西南交通大学土木工程学院,成都610031)
【摘 要】 在岩体工程的稳定性分析中,力学参数的确定至关重要。文中介绍了几种基于岩块对岩体
力学参数确定及处理的方法,这在工程处理及实践中有着重要的作用。特别是为隧道工程设计与施工提供围岩量化的基本理论和基本依据。 【关键词】 岩体力学; 力学参数; 岩体稳定性
【中图分类号】 T U459 【文献标识码】 A
在岩体工程稳定性分析中,力学参数的选取会对计算结果产生重大的影响,甚至有可能得出不能接受的分析结果。
岩体在重力场作用下的性质包括两个方面:岩体的变形特征和强度特征。由于岩体中节理弱面的存在,以及水、风化等外营力作用,使得岩体的力学行为与岩石试块所表现的力学行为之间存在着很大的差异。因此,将岩石力学参数应用于岩体工程时,要考虑岩石与岩体的这种差异而进行工程处理,以祈对岩体工程所作的稳定性分析结果更接近于现场实际情况。
采用原位试验方法确定岩体力学参数无疑比实验室岩石试块试验合理得多。但原位试验通常受到各种条件的限制,而且还存在着一些尚待解决的技术问题。长期以来,已有许多研究者对合理选取岩体力学参数,并用于解决实际工程问题作了大量工作。本文对几种常用的岩体力学参数工程处理方法作一介绍。
1 岩体力学参数的工程处理方法
111 岩体变形模量的处理方法
由于岩体中节理弱面的存在,使得岩体的变形模量比岩石试块的变形模量低得多。在岩体力学参数的原位试验受到条件限制时,常用的确定岩体变形模量的方法有:
(1)根据室内岩块试验获得的变形模量进行折减得出岩体的变形模量;
(2)利用岩石质量指标RQD 确定岩体变形模量与岩石试块变形模量的比值,从而确定岩体的变形模量;
(3)由声波测试方法获得;
(4)岩体变形常数的理论预计方法;
(5)根据CSIR 工程地质分类法确定岩体变形模量。
笔者认为,Z T B ienia wski 的工程地质分类法(CS I R )确定岩体的变形模量,所考虑的因素比较全面。此方法又分为两种处理方式:
(1)通过对大量的岩体工程总结并统计分析,Z T
B ienia wski 得出岩体变形模量E m (GPa )与CS I R 计分值R MR
之间存在下述关系:
=R MR ()当R MR <50时,由Sa rafi m 等人研究得出另一表达式:
E m =10
RM R -
10
40
(2)
故由CSI R 计分值R MR,依式(1)或式(2)可求得岩体的变形模量E m
(2)CS I R 工程地质分类法的计分值R MR 与变形模量比
值E m /E 1(E m 为岩体的变形模量;E 1为岩石试块的变形模量)之间存在着如图1所示的关系。因此,依照CSIR 工程地质分类法的岩体计分值R MR,并考虑室内岩石试块的变形模量E 1,由图1亦可获得岩体的变形模量。
图1 CSI R 计分RMR 值
Nichols on 与B ienia wski 在实验室实验及R MR 值的基础
上又提出了一个由岩块的弹性模量E 1计算岩体弹性模量E m 的公式:
E m =010028R M R 2+019exp
RMR
22182
E 1
(3)
112 岩体的强度指标处理方法
由岩石强度指标弱化而获得岩体强度的工程处理方法很多,诸如龟裂系数折减法(声波法)边坡分析中的费辛柯
[收稿日期]2007-10-22
[作者简介]周恒松(1981～),男,在读硕士研究生,研
究方向隧道工程。
岩土工程与地下工程
28200810
E m 2-100
1:8
7