岩质边坡岩体节理结构面抗剪强度的确定方法

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岩质顺层边坡结构面力学指标确定方法论文

浅谈岩质顺层边坡结构面力学指标的确定方法摘要：控制岩质顺层边坡稳定性的主要因素为岩层结构面，确定岩层结构面的力学指标方法较多，不宜单独采用，应采用多种方法综合确定。

本文结合工程实例，浅谈顺层结构面力学指标的确定方法。

abstract： fractures are important factors that control the stability of consequent bedding rock slope， multiple approaches to determine the consequent bedding rock slope fractures mechanics indexes are used in order to obtain satisfactory results. a brief discussion on determination method of the consequent bedding rock slope fractures mechanics indexes combining engineering examples.关键词：岩质顺层边坡；结构面；组合结构面；力学指标；平面滑动key words： the consequent bedding rock slope；fractures；combinatorial fractures；mechanics indexes；plane sliding 中图分类号：tu4 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）31-0110-020 引言确定岩质顺层边坡结构面的力学指标一直是岩土工程界的一个重要研究内容，目前确定方法很多，如规范法、试验法、极限平衡反演法等。

单一采用以上任何一种确定方法均不能很好地提供结构面力学参数。

这就要求我们在勘察现场中必须查清边坡有关不利于边坡稳定的因素，结合边坡的实际工程地质条件，分析边坡可能的破坏模式，对各种可能的多种滑动面组合情况进行稳定性分析，考虑多种确定方法综合确定，以提供安全可靠、经济实用的结构面力学参数。

岩体强度分析及其计算方法

岩体强度分析及其计算方法
7.4.1 均质岩体强度分析
岩体大体上可分为两种，一种是接近均质的；
另一种是非均质的，即岩体的强度主要由结构面的特征(强度、产状、粗糙度、充填物等等)所决定。对于第一种情况，岩体的强度基本上可用室内外求得的岩石强度指标，按前面强度理论中所述的破坏准则来判断岩体的稳定性。目前用得最多的还是莫尔-库仑准则(见公式7-28)
1 3 sin (稳定) 1 3 2cctg
7.4.1 均质岩体强度分析
当岩体内有孔隙水压力时的判别式：
1 3

1 3 2 Pw 2cctg
sin
(稳定)
(7-37)
(7-38) (7-39)

1 3 sin (极限平衡) 1 3 2Pw 2cctg
7.4.1 均质岩体强度分析

当岩体内某点的两个主应力σ1和σ3达到上述关系，该点就处于极限平衡状 1 3 sin ( 极限平衡 ) 态。为了判断岩体 2cctg 1 3 的稳定或不稳定，可采用右列判别式： 1 3 sin (不稳定) 1 3 2cctg

当有孔隙水压力时:

3 Rt pw
3 Rt pw
(稳定)
(极限平衡) (不稳定)
(7-43)
(7-44) (7-45)

3 Rt pw
7.4.2 节理岩体强度分析
在实际工程中遇到的绝大多数岩体，其强度主要由结构面(不连续面)所决定。这些结构面有大到如断层和小到如裂隙细微裂隙的各种各样分布。小的裂隙和细微裂隙可在研究岩块强度性质中加以考虑。宽度大于20米的结构面应当加以单独考虑。其余的结构面则在研究岩体强度中考虑。把成组出现的有规律的裂隙称为节理，其相应的岩体称为节理岩体。下面研究节理岩体的强度和稳定性。

岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统研制

岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统研制
岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统研制是指针对岩体结构面（如节理、裂隙等）的抗剪强度进行尺寸效应试验的技术与系统的开发工作。

岩体结构面的抗剪强度是指岩体结构面在受到剪切作用时能够承受的最大剪应力。

由于不同尺寸的结构面具有不同的力学性质，因此岩体结构面的抗剪强度会随着尺寸的变化而改变，即存在尺寸效应。

为了研究岩体结构面的抗剪强度尺寸效应，需要开发相应的试验技术与系统。

其中，试验技术包括确定试验方案、制作试样、测量试验数据等；而试验系统则包括试验设备、数据采集系统、数据处理与分析软件等。

研制岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统需要结合岩石力学、土木工程、计算机科学等多个学科的知识，以保证试验结果的准确性和可靠性。

岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验技术与系统的研制对于深入理解岩体结构面力学行为，提高岩体力学模型的可靠性和精度具有重要意义。

它可以为岩石力学研究、岩土工程设计、地质灾害预测与评估等领域提供有效的技术支持。

岩体力学结构面的变形与强度性质

右图为这种结构面在法向应力较低条件下剪切时的剪应力-剪位移曲线，由图可知，剪应力随剪位移增长至最大值后保持常量不变；剪切峰值强度等于残余强度。而且在剪切过程中，垂直位移大体为零，不发生压缩或剪胀。
各种结构面抗剪强度指标的变化范围
结构面剪切刚度直剪试验结果
五、粗糙起伏无充填的结构面的强度特征
充填粘土的断层，岩壁风化 15
5
33
0
充填粘土的断层，岩壁轻微 18
8
风化
新鲜花岗片麻岩不连续结构 20
10ห้องสมุดไป่ตู้
面
玄武岩与角砾岩接触面
20
8
37
0
40
0
45
0
致密玄武岩水平不连续结构 20
7
面
玄武岩张开节理面
20
8
38
0
45
0
玄武岩不连续面
12.7
4.5
0
结构面法向刚度直剪试验结果
岩组
绢英岩
绢英化花岗岩
（一）规则锯齿形结构面
1. 当法向应力较低时 I 单个凸起体滑移面上的应力：
剪胀效应：结构面在剪切过程中,由于起伏度的存在,结构面的摩擦角由 b 增大到( b + i ) 的现象。
剪胀：结构面在剪切过程中产生的法向位移分量的现象。原因在于在剪应力作用下,沿凸起的滑移,除产生切向位移外,还产生沿向上的移动。
经验估算结构面特征法向刚度knmpacm剪切刚度ksmpacm抗剪强度参数摩擦角粘聚力cmpa充填粘土的断层岩壁风化15充填粘土的断层岩壁轻微风化18201040玄武岩与角砾岩接触面20玄武岩张开节理面20玄武岩不连续面12745结构类型未浸水抗剪强度浸水抗剪强度24mpa摩擦角cmpa摩擦角cmpa法向刚度kn1mpacm剪切刚度ks1mpacm平直粗糙有陡坎4041015020363801401643526290起伏不平粗糙有4244020027383901702334824199波状起伏粗糙3940012015363701101322544667平直粗糙3839007011353600800922462246平直粗糙有陡坎404202503538390260304213648108起伏大粗糙有陡坎43480350504041030043357867113波状起伏粗糙3940015023373801302738583863平直粗糙38400090153637008013211434558平直粗糙有陡坎404503004438410300341114772112起伏大粗糙有陡坎444803505540440360446116959120波状起伏粗糙4041025035384102103070844884平直粗糙3941015020374001501751904665结构面法向刚度直剪试验结果二剪切变形性质剪切应力剪切位移法向应力结构面剪切试验示意图结构面剪切位移剪切应力曲线峰值剪切强度残余剪切强度剪切位移一剪切变形特征二剪切变形本构方程卡尔哈韦kalhaway方程通过大量试验发现峰值前的剪应力剪位移曲线可用双曲线拟合三剪切刚度及其确定方法定义

基于Hoek-Brown强度准则的采场边坡岩体力学参数计算方法

1 Hoek—Brown强度准则实验室中制备的矿（岩）样品，虽然采自现场，但样品是一
块完整性较好的岩块，不含或极少含有天然岩体所特有的软弱结构面，不能完全代表天然岩体的力学特性，因此，由实验室测得的力学参数需要按一定比例折减，才能应用于天然岩体中。
从理论上研究岩石和岩体的力学参数之间的关系是一个较难的课题，许多岩石力学工作者正在进行这方面的研究。通常人们大多是根据自己的工程经验或借鉴其它资料进行参数的折减，这样做无疑带有很大的随意性，影响后续分析结果的正确性、合理性，而 Hoek—Brown 经验方程是比较好的、也是较流行的岩体—岩石力学关系确定方法。
泥 RMR=23，Q=0.1
s=0.00001 A=0.115 B=0.646
s=0.00001 A=0.129 B=0.655
s=0.00001 A=0.162 B=0.672
s=0.00001 A=0.172 B=0.676
s=0.00001 A=0.203 B=0.686
T=—0.0002
T=—0.0002
1.1 mi 的确定 mi 可以通过室内岩石力学试验结果以及表 1 来确定。把
σ3= － σt 和 σ1=0 代入 Hoek—Brown 经验准则
，
这里因为是完整岩块，因此 s=1。由此公式，可以得到：
mi
=
σc2 −σt2 σ cσ t
（ 4）
（1）E.Hoek 等建议岩体变形模量 Em 可用下式进行估算：
s=0.1 A=0.883 B=0.705
s=0.1 A=0.998 B=0.712
T=—0.028
T=—0.020
T=—0.013

边坡工程第8章-岩土体力学参数确定(冶金出版社)

8.1.5 考虑渗流条件边坡土体抗剪强度参数选用
(3) 稳定渗流期土坡稳定性分析稳定渗流期是施工期间由于填筑土体内所产生的超孔隙水压力已经全部消散，水库长期蓄水，上下游水位差在坝体内已形成稳定渗流，坝体内的渗流网得以唯一确定，而且不随时间变化。这种情况下，坝体内各点的孔隙水压力均可由流网确定，因此，原则上应该采用有效应力法分析，抗剪强度指标都应采用有效强度指标。 (4) 水位骤降期土坡稳定性分析 1) 总应力法水位骤降前，在原水位情况下渗流已经稳定，固结已完成。骤降快速发生，来不及排水，故总应力法应采用固结不排水强度指标或固结快剪指标。这里的固结是指原水位下的固结，与下降前的稳定渗流相比，一方面由于强度指标改为固结不排水剪强度指标，安全系数公式中的分子减小了；另一方面，水位下降又使下滑力增加，即安全系数公式中的分母增加。因此，安全系数会比稳定渗流情况降低很多，这也是为什么水位骤降常引起滑坡的主要原因。 2) 有效应力法
特别感谢本教材及PPT中引用文献及图片的作者！
边坡工程
Slope Engineering
吴顺川北京科技大学 2017.10
第八章
岩土体力学参数确定
本章主要内容
本章针对土质边坡，介绍土体抗剪强度参数c和φ值及不同类型参数的测定方法，并结合土坡的稳定性分析合理地选择参数，以期达到最优工程效果；针对岩质边坡，结
(2)《碾压式土石坝设计规范》(SL274)
2) 采用与滑动受力条件相似的方法；
3) 采用反分析方法检验滑动面的抗剪强度指标。地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算，抗剪强度参数宜根据土 ( 岩 ) 的性质和当地经验，可采用试
式中， σ’为作用于剪切面上的法向有效应力；c’、 υ’分别为有效应力强度指标。

浅议边坡岩体力学参数的确定方法

民营科技2010年第1期6MYKJ 科技论坛浅议边坡岩体力学参数的确定方法谭力良（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518172）岩体力学参数选取是岩质边坡理论分析，设计计算的基础性工作和关键环节，目前国内外岩体工程广泛使用经典弹性理论和莫尔—库仑强度准则，采用岩体力学参数包括岩体学模量、岩体抗剪强度指标值C、Φ岩体抗拉强度、岩体抗压强度等，这些岩体学参数主要依据室内现场试验，经验强度准则、参数反演、工程类比方法取值。

下面首先介绍岩体力学参数研究中所涉及的几个术语概念，然后讨论边坡岩体学参数的常用值方法及其主要影响因素。

1岩体中相关术语的概念1）真值：真值是某一岩体或试件客观存在的力学参数真实值。

2）实验值：实验值是指在进行岩体力学试验时，按规定的取值方法所得到的试验成果值，容易理解，对试件本身而言，只要试验合理，其实验值就是真值。

3）标准值：取一定数量同性质岩体的实验值，用一定的统计分析方法（如果解法、算数平均法、小值平均法、最小二乘法、点群中心法和优定斜率法等），舍去不合理的离散值，并进行经验修正后，所求的实验成果综合值称为标准值，显然，只要试验合理，试件状态与实际地址条件相似。

其标准值可近似理解为真值。

4）计算值：计算值是供设计和稳定验算时使用的量值。

就边坡岩体而言，地址建议值或建成“建议值”即为计算值。

当边坡岩土质量十分单一和均匀时，其标准值可近似作为“计算值”但有时也应做适度的调整。

此外，应以其各自力学组合来表现，例如以其“标准值”的加权平均值为基础，根据诸多工程地质因素做出适当调整后所求的参数值，可作为：“计算值”。

2确定力学参数计算值的常用方法岩体力学参数确定的岩体工程分析、设计的基础工是一个非常重要环节，常用的岩体力学参数取值方法有实验法、经验公式法、反分析法、工程类比和数值计算法等。

1）实验法：试验研究是确定岩体力学参数最直接的方法，包括现场原位试验和室内试验，由于岩体中结构面存在，岩体结构尺寸效应的影响，以及水、风化等外应力的作用，使得岩体的力学行为与室内石试块所表示的力学行为之间存在着很大的差异，即使是现场原位试验也知识包含部分不连续，也还不足以代表公车个岩本尺度范围，并且现场实验室常常试验数量有限且成果分散，因此实验值一般不直接作为计算值，大多需要对实验值进行经验折减，或者用一定的统计分析方法求标准值。

浅谈岩质顺层边坡结构面力学指标的确定方法

浅谈岩质顺层边坡结构面力学指标的确定方法作者：程宇等来源：《价值工程》2012年第31期摘要：控制岩质顺层边坡稳定性的主要因素为岩层结构面，确定岩层结构面的力学指标方法较多，不宜单独采用，应采用多种方法综合确定。

本文结合工程实例，浅谈顺层结构面力学指标的确定方法。

Abstract： Fractures are important factors that control the stability of consequent bedding rock slope， multiple approaches to determine the consequent bedding rock slope fractures mechanics indexes are used in order to obtain satisfactory results. A brief discussion on determination method of the consequent bedding rock slope fractures mechanics indexes combining engineering examples.关键词：岩质顺层边坡；结构面；组合结构面；力学指标；平面滑动Key words： the consequent bedding rock slope；fractures；combinatorial fractures；mechanics indexes；plane sliding中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0110-020 引言确定岩质顺层边坡结构面的力学指标一直是岩土工程界的一个重要研究内容，目前确定方法很多，如规范法、试验法、极限平衡反演法等。

单一采用以上任何一种确定方法均不能很好地提供结构面力学参数。

岩体结构面抗剪强度参数确定方法的探讨

岩体结构面抗剪强度参数确定方法的探讨（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁，沈阳，110016）【摘要】岩体结构面抗剪强度参数是工程设计及施工中重要的参数，常用室内外力学试验、经验估算试验和反演分析试验三种方法确定，基于工程实际要求的可靠性及精准性，在不考虑其他条件的情况下，采用灰色关联分析的方法，将数据进行关联度的分析，在三种方法中关联度最大的则认为可能最具有代表性和最精准的。

结果表明，在三种方法中室内外力学实验应该是最为精准的，在条件允许的情况下，建议最好采用室内外力学实验来确定抗剪强度参数。

【关键词】抗剪强度参数；室内外力学试验；经验估算方法；反演分析方法；灰色系统关联分析一、引言研究岩体结构面的工程特性已经是现在工程建设中最具有现实意义的事情。

在影响岩体稳定性中，岩体结构面的抗剪强度是主要的因素之一，而岩体结构面的抗剪强度的确定主要根据岩体结构面抗剪强度参数的数值，所以岩体结构面抗剪强度参数在工程设计及计算中已成为重要的参数之一，它决定了工程岩体边坡破坏的可能性，掌握合理准确的抗剪强度参数对工程建设有着非常重要的意义。

本文主要结合岩体结构面不同的性质特征及三种常用的取值方法，找到一种相对比较优化选取的方法，可以更加准确的快捷的确定岩体结构面的抗剪强度参数。

二、岩体结构面的分类由于岩体结构面形成条件不同、经过的地质作用复杂不同，导致其分布形态多种多样，所具有的力学性质就存在着不同的差异，根据岩体结构面所具有的诸多特点，有多种分类方法将其分为不同的结构面类型.2.1岩体结构面按其形成机理分类大致分为原生、构造和次生结构面三类，①在成岩的地质作用过程中形成的结构面称之为原生结构面，包含沉积作用形成的沉积结构面、岩浆侵入冷凝固结作用形成的火成结构面和变质作用形成的变质结构面，所以原生结构面包括沉积结构面、岩浆岩结构面和变质结构面三种类型。

②在岩体形成之后，在构造作用过程中形成的破裂面，包括节理、劈理、断层和层间错动面等称为构造结构面。

结构面的抗剪强度

结构面的抗剪强度••结构面强度分为抗拉强度和抗剪强度。

由于结构面的抗拉强度非常小，常可忽略不计，所以一般认为结构面是不能抗拉的。

因此，通常近考虑结构面的抗剪强度。

••在工程荷载作用下，岩体破坏常以沿某些软弱结构面的滑动破坏为主。

因此，在岩体力学中结构面的抗剪强度通常是研究的重点内容。

•条件不同、性质不同的结构面其发生剪切作用的机理不同，因此其抗剪强度的确定方法也不同，下面将分四种类型来介绍结构面的抗剪强度。

一、平直无充填的结构面•平直无充填的结构面包括剪应力作用下形成的剪性破裂面，如剪节理、剪裂隙等，发育较好的层理面与片理面。

其•特点是面平直、光滑，只具微弱的风化蚀变。

坚硬岩体中的剪破裂面还发育有镜面、擦痕及应力矿物薄膜等。

这类结构面的抗剪强度大致与人工磨制面的摩擦强度接近，即：各种结构面抗剪强度指标的变化范围结构面类型摩擦角(°)粘聚力(MPa)结构面类型摩擦角(°)粘聚力(MPa)泥化结构面10～200～0.05云母片岩片理面10～200～0.05粘土岩层面20～300.05～0.10页岩节理面(平直)18～290.10～0.19泥灰岩层面20～300.05～0.10砂岩节理面(平直)32～380.05～1.0凝灰岩层面20～300.05～0.10灰岩节理面(平直)350.2页岩层面20～300.05～0.10石英正长闪长岩节理面(平直)32～350.02～0.08砂岩层面30～400.05～0.10粗糙结构面40～480.08～0.30砾岩层面30～400.05～0.10辉长岩、花岗岩节理面30～380.20～0.40石灰岩层面30～400.05～0.10花岗岩节理面(粗糙)420.4千板岩千枚理面280.12石灰岩卸荷节理面(粗糙)370.04滑石片岩、片理面10～200～0.05(砂岩、花岗岩)岩石／混凝土接触面55～600～0.48二、粗糙起伏无充填的结构面•这种类型的结构面，其剪切特点是：（1）当法向应力σ较小时，上盘岩块上下运动，产生爬坡效应，增大了τ；（2）当σ较大时，将剪断凸起而运动，也增大了τ。

岩体力学参数确定的方法

岩体力学参数确定的方法岩体力学参数的确定方法在岩石工程实践中，首先需要了解作为研究对象的工程岩体的力学性质，并确定其特征参数。

岩石力学参数的合理确定一直是岩石力学研究和发展的难点之一。

在应用工程力学领域，如果完整地使用经典理论力学的连续性假设和定义，就会存在理解上的问题。

必须考虑假设的合理使用范围和每个物理量的适用定义。

本文讨论了地下岩体工程中根据不同的重点确定岩体参数的方法。

1、确定岩体参数的传统方法地下巷道、硐室开挖后，围岩产生应力重分异作用,径向应力减少,切向应力增加,并且随着工程不断推进,岩体应力状态不断改变。

巷道、硐室围岩处于“三高一扰动”条件下,岩体表现的力学特性是破坏条件下的稳定失稳再平衡过程。

围岩体处于一种拉压相间出现的复杂应力状态。

该类工程岩体的力学参数的确定要进行岩体的卸荷试验研究,且要依据现场工程实际条件进行卸荷条件下的应力、渗流与温度三场耦合试验研究。

需要进行循环加卸载条件下的岩体力学特性研究,进而获得岩体的力学参数特征。

地下巷道和硐室工程岩体力学参数的确定方法如下：(1)三轴应力状态下的卸荷三场耦合力学试验,获得有关参数;(2)进行岩体流变特性试验研究,获得有关岩体的流变参数。

目前在该领域要进行大量的工作,包括设备仪器的研制等,同时还要利用新的计算机技术才会实现。

二．建立力学模型确定岩体力学参数建立工程岩体力学参数模型主要是解决复杂岩体力学参数的确定问题。

为了确定复杂岩体的力学参数，需要将工程岩体视为一个连续模型。

采用确定岩体力学参数的新方法，建立了层状斜节理岩体的力学模型，并进行了力学试验，确定了岩体的基本力学参数。

1．工程岩体力学参数模型目前，关于岩石的力学性质和划分基本上有两种观点：一种观点认为岩石本身是一种连续的非各向异性材料，另一种观点认为岩石是由多晶系统组成的，存在空洞和裂缝等缺陷，这使得岩石本身的结构表现出各向异性和不连续性。

岩体一般被视为不连续介质，但在一定条件下仍满足连续介质力学的基本假设。

岩质边坡岩体抗剪强度参数选取方法

2020年第19卷第5期2020195Industrial &Science Tribune 岩质边坡岩体抗剪强度参数选取方法□杨立建王小元施晓文杜鹏飞【内容摘要】由于核电厂对厂址条件要求的特殊性，各核电厂址都或多或少的存在着岩质边坡问题，边坡岩体抗剪强度参数是边坡稳定性计算分析的重要基础，选取合适的参数进行边坡设计，对电厂的安全十分重要。

本文对岩质边坡稳定性计算中岩体抗剪强度的获取方法进行了综述，对各方法的适用范围、优缺点进行了总结。

以某核电厂岩质边坡为例，采用多种方法综合确定岩体抗剪强度参数，并进行了稳定性计算，结果表明：采用多种方法综合确定岩体抗剪强度参数是合理和可靠的。

【关键词】岩质边坡；抗剪强度；稳定性计算；参数选取【作者单位】杨立建，王小元，施晓文，杜鹏飞；中国核电工程有限公司在核电厂的建设中，各核电厂址都或多或少的存在着岩质边坡的问题，边坡岩体抗剪强度参数是边坡稳定性计算分析的重要基础，强度参数的正确性、合理性直接影响计算结果的准确性。

由于岩体具有各向异性、不连续和非均匀等特点，以及岩体结构的复杂性，使得岩体抗剪强度的确定一直是一个难题。

本文将对几种常用的岩体抗剪强度参数确定方法进行介绍，总结各方法的适用范围和优缺点，并以某核电厂岩质边坡为例，选取岩体抗剪强度参数，进行稳定性计算。

一、参数确定方法对于岩体抗剪强度参数，目前常用的确定方法主要包括现场试验法、规范BQ 估算法、经验公式、反演分析法、工程地质类比等［1 10］，其中经验公式比较常用的有Hoek －Brown 经验公式、吉格法、费辛柯法等，以下对这几种方法进行介绍。

（一）现场试验法。

现场试验是指岩体直剪试验［11］，能直接获得岩体抗剪强度指标，适合于具有现场试验条件的各类岩体边坡。

该方法的优点是取得的岩体抗剪强度指标最为直接，也比较可靠，缺点是试样制备难度大、试验设备运输安装及整个试验过程费时费力、耗资较大等问题。

常用岩体结构面抗剪强度参数经验取值范围

常用岩体结构面抗剪强度参数经验取值范围岩体结构面抗剪强度参数是指岩体结构面的抗剪强度的经验取值范围。

岩体结构面是岩石中存在的裂隙、节理、断层等。

了解和掌握岩体结构面抗剪强度参数的经验取值范围，对于工程建设中的岩体力学分析、岩体稳定性评价以及岩石工程设计具有重要意义。

常见的岩体结构面抗剪强度参数包括摩擦角、内聚力、弹性模量和刚度系数。

这些参数的取值范围是众多研究者通过岩体力学实验、野外观测和工程实践的总结得出的。

下面将分别介绍这些参数的经验取值范围。

1.摩擦角：摩擦角是指结构面内摩擦力和结构面法向力之间的夹角。

不同类型岩石的结构面摩擦角存在一定的差异，一般来说，从低到高依次为软岩、硬岩和饱和岩。

-软岩：摩擦角一般取值在15°～30°之间。

-硬岩：摩擦角一般取值在30°～45°之间。

-饱和岩：摩擦角一般取值在45°～60°之间。

2.内聚力：内聚力是指结构面上岩体的抗剪破裂能力。

其取值范围与摩擦角类似。

-软岩：内聚力一般取值在0.5MPa～2.5MPa之间。

-硬岩：内聚力一般取值在2.5MPa～10MPa之间。

-饱和岩：内聚力一般取值在10MPa～30MPa之间。

3.弹性模量：弹性模量是指岩体在受到外力作用时的形变能力。

不同类型岩石的弹性模量差别很大。

-软岩：弹性模量一般取值在2GPa～10GPa之间。

-硬岩：弹性模量一般取值在10GPa～40GPa之间。

-饱和岩：弹性模量一般取值在40GPa～100GPa之间。

4.刚度系数：刚度系数是指岩体结构面所表现出的刚度水平。

刚度系数与弹性模量有一定的关联。

-软岩：刚度系数一般取值在0.2MPa/m～2MPa/m之间。

-硬岩：刚度系数一般取值在2MPa/m～10MPa/m之间。

-饱和岩：刚度系数一般取值在10MPa/m～50MPa/m之间。

需要注意的是，这些取值范围只是经验总结，并不能适用于所有具体的岩体情况。

不同剪切速率下节理面剪切特性分析

第35卷第2期2021年 4月Vol.35 No.2Apt. 2021粉煤灰综合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION 不同剪切速率下节理面剪切特性分析**基金项目：国家自然科学基金重点项目（51809198）。

作者简介：张雨辰（1996-）,女，硕士研究生，从事岩石工程方面研究。

通信作者：程浩（1989-），男，讲师，从事岩石工程方面研究及工程实践。

收稿日期：2020-09-09Analysis of Shear Characteristics of Jointed Surface under Different Shear Rates张雨辰，程浩(武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072)摘要：岩质边坡的动力响应在很大程度上受到节理面的制约，研究节理面的动力剪切特性是进行岩质边坡动力反应分析的重要前提。

为了探究节理岩体在不同动态剪切速率下的剪切力学行为，本文将在应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪上对两种不同粗糙度的白砂岩节理试件开展剪切试验，施加的剪切速率分别为0. 6 mm/min 、1. 8 mm/min 、 5.4mm/min 、10. 8 mm/min 。

根据直剪试验结果对不同剪切速率以及不同粗糙度节理面的峰值抗剪强度及剪胀角进行分析。

此外，本文从细观角度构建静态抗剪强度模型，在此模型的基础上基于试验数据，提出一种考虑剪切速率的动态抗剪强度模型。

关键词：剪切速率；剪切特性；峰值抗剪强度模型；剪胀中图分类号：TU458文献标志码：A 文章编号：1005-8249 ( 2021) 02-0036-07D01：10.19860/ki.issnl005-8249.2021.02.006ZHANG Yuchen, CHENG Hao(School of Civil Engineering, Wuhan University , Wuhan 430072, China)Abstract : The dynamic Pre-requisite of rock slope is restricted by the joint surface to a great extent. The research on dynamic shear characteristics of joint surface is an important Pre-requisite for dynamic response analysis of rock slope. In order to explore the shear mechanical behavior of jointedrock mass under different dynamic shear rates , the shear tests of two kinds of white sandstone joints with different roughness were carried out on thestress-strain controlled triaxle shear permeability tester. The shear rates are 0.6 mm / min, 1. 8 mm / min, 5.4 mm / min and 10. 8 mm / minrespectively. According to the results of direct shear test , the peak shear strength and dilatancy angle of joint surfaces with different shear rates and roughness were analyzed. In addition , a static shear strength model from the micro perspective was proposed , and based on the test data , adynamic shear strength model considering shear rate was put forward in this paper.Keywords : shear rate ; shear characteristics ; model of peak shear strength ; dilatancy0引言岩质边坡在静力条件下稳定，但是在地震荷载的动态循环剪切作用下，结构面强度会降低，导致坡体沿结构面发生错动或滑移，进而引发地震滑坡,因此，岩体结构面在动荷载作用下的变形机制以及强度变化是进行工程边坡地震防控中亟待解决的关键问题之一⑷。

岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述

于坡高不大于２５ｍ的岩质边坡，可采用原位抗切试验较为准确地确定比较敏感的ｃ值，并结合规范取值法确定不敏感的值；这样既保证了一定的工程精度，又克服了采用原位大型剪切试验
的麻烦，经济、实用。
比较容易地排除异常值的影响，从而选取正常值进行统计，使得
岩体结构面抗剪强度参数取值方法综述
郭肖红
（中国建筑材料工业地质勘查中心淅江总队，浙江杭州３１００２２）
摘
要：在查阅文献资料的基础上，对试验法、公式法、经验法和反算法四种岩体结构面抗剪强度参数取值的方法进行了综述，分
析了各种方法的适用性，为岩体结构面抗剪强度参数的合理取值提供了依据。关键词：岩体结构面，抗剪强度，参数，取值
中图分类号：ＴＵ４５２文献标识码：Ａ
０引言
差时，这样的试验还不如不做，按经验采用类似工程的试验资料
一
增大而减小，但当结构面尺寸增大到一定程度时则趋于稳定；但
目前在工程岩体稳定性的分析评价工作中，其重点及难点之是这种尺寸界限会随着岩体及其结构面的性质发生变化。常规存在尺寸效应。就是如何合理地确定岩体结构面的抗剪强度参数。现阶段，确室内剪切试验的结构面尺寸较小，
．２原位大型剪切试验定控稳结构面抗剪强度参数的主要方法可以归纳为试验法、公式１原位大型剪切试验的原理与室内试验相同，主要差别体现在法、经验法和反算法四大类，每一大类又分别包含几种不同的具

《建筑边坡工程技术规范》

3.1建筑边坡类型3。

1.1边坡分为土质边坡和岩质边坡3。

1。

2岩质边坡的破坏形式（表）滑移型+崩塌型3.1。

3确定岩质边坡的岩体类型应考虑因素3.1.4视为相对软弱岩质组成的边坡情况和可分段确定边坡类型情况3.2边坡工程安全等级3.2.1边坡工程安全等级（表）3。

2.2安全等级为一级和二级的情况3。

2。

3边坡塌滑区范围估算3。

3设计原则3.3。

1两类极限状况定义3。

3。

2荷载效应最不利组合(分项系数，重要系数γο等）3。

3。

3永久性边坡的设计使用年限应不低于受其影响相邻建筑的使用年限3。

3。

4考虑地震作用影响的原则3。

3。

5边坡工程设计应包括内容3.3。

6计算和验算的对象和内容3.4一般规定3。

4.1设计时应取得的资料3。

4.2一级边坡工程应采用动态设计法(内容）3。

4。

3二级边坡工程宜采用动态设计3.4。

4边坡支护结构常用形式（表)参考因素3。

4.5不应修筑边坡情况3.4.6避免深挖高填，后仰或分阶放坡3。

4.7洞室3.4。

8生态保护+自身保护措施3。

4。

9下列边坡工程专门论证3。

4。

10开挖坡角，坡顶超载,水渗入坡体3.5排水措施3。

5。

2截水沟(地表水）3.5。

3排水管、管井、截槽(地下水) 3。

5.4~3.5。

6泄水孔3.6坡顶有重要建（构）筑物的边坡工程设计3.6。

1设计规定(与基础相邻作用）3。

6.2新建边坡措施(与相邻基础) 3。

6.3新建重要建筑规定3。

6。

5已建档墙坡脚新建建(构）筑物时3。

6。

6位于稳定土质或弱风化岩层边坡的挡墙和基础四、边坡工程勘察4。

1一般规定4。

1。

1一般建筑边坡工程应进行专门的岩土工程勘察；二、三级建筑边坡工程可与主体建筑勘察一并进行，但应满足边坡勘察和要求。

大型的和地质环境条件复杂的边坡宜分阶段勘察；地质环境复杂的一级边坡尚应进行施工勘察（专门勘察+合并勘察+分阶段勘察+施工勘察对应情况）4。

1。

2勘探范围+控制性勘探孔深度4.1。

3勘察报告内容4.1.4变形监测、水文长观孔4.2边坡勘察4。

论岩质边坡的坡率设计及评价方法

２岩质边坡的基本评价方法
岩质边坡的特点是岩体结构面的存在，断层、节理、裂隙的互相切割，造成边坡的非均质性和各向异性。岩质边坡分析评价的理论基础是岩体力学，其分析评价的方法应该是在工程地质测绘的基础上，了解边坡的岩体结构特征，判断边坡变形破坏模式，应用岩体力学的基本理论，研究边坡岩体的物理力学参数的试验与选取，从而进行岩质边坡的稳定性分析计算。
个方面：首要的是边坡岩性和岩体结构条件的相似性，其次是边
坡类型及地质模型的相似性。根据公路、铁路工程实践，一般道
路岩石边坡的稳定坡度可由以下经验公式确定。
α＝１４．７ｌｎ（γｗＲｌｇＤ）＋１３
（４）
式中：α— — — 设计坡度（°）；
γｗ— — — 地下水折减系数；Ｒ— ——用７５型回弹仪测得的岩石回弹值；
（作者单位：福建省地质工程勘察院）
２２７
广东科技２００８．０８．总第１９４期
评价岩体稳定性的基本方法主要有以下三种：岩体结构分析、力学分析、工程地质类比分析。岩体结构分析是一个三维问题，是对岩体结构面及开挖坡面的空间组合关系的分析判断。赤平投影法以其概念清楚、方法简易成为岩体结构分析的基本方法。三种典型边坡破坏模式及其赤平投影图如图１所示，图中ａ为双滑面楔形破坏，ｂ为平面滑移破坏，ｃ为倾倒破坏。
选用Ｍｏｒｌ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则。根据工程岩体经验类比，介质
物理力学参数选取如表５所示。
介质编号
１
表５介质物理力学参数一览表
岩性
容重／γ （ｋＮ／ｍ３）

合规快速确定岩体抗剪断强度的方法

合规快速确定岩体抗剪断强度的方法吉咸伟*（上海电力设计院有限公司，上海200025）摘要：从岩体、岩石、结构面抗剪强度的区别出发，介绍了岩体剪切强度在不同情况下分别由岩石、结构面的抗剪强度控制，从而讨论岩体剪切强度的几种类型。

针对工程重要性低、工程周期紧张的建设项目，专门梳理了相关规范、标准，结合工程经验，提出了合规快速确定工程建设项目岩体抗剪断强度的流程和方法，从而满足设计和施工图审查要求，确保工程安全。

关键词:岩体；结构面；抗剪断强度；合规中图分类号：P58文献标识码：A文章编号：1004-5716(2019)09-0016-04岩体抗剪强度是工程建设地基基础设计、边坡支护设计、滑坡稳定性分析等设计人员所需的重要参数。

对于重要工程，应通过三轴压缩试验、直剪试验等直接方法确定岩石、结构面的抗剪强度，也可以通过点荷载试验或声波速度测试等间接方法确定。

对于非重要的简单工程，如22kV及以下的架空线工程、陆上光伏支架工程、单层钢结构厂房等，或者对于工期很紧的工程，不具备进行相关试验的条件和必要性，如何简单、快速、合规地确定岩体抗剪强度，是本文研究的重点，本文以下内容仅针对非重要的简单工程进行讨论。

1剪切强度1.1岩体、岩石和结构面岩体是赋存于一定地质环境，由各类结构面和被其所切割的结构体所构成的刚性地质体。

其中结构体是指未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块，结构面指岩体内分割固相组分的地质界面的统称，一般指岩体内部具有一定方向、一定规模、一定形态和特性的面、缝、层和带状的地质界面。

而岩石指组成地壳的矿物集合体。

简言之，岩体包含岩石（岩块）和结构面，结构面切割岩体，随着结构面数量增多、规模增大，岩体的强度大幅下降，结构面间的充填物及其性质，结构面间水的存在与流动，将加剧岩体强度的降低，甚至引发各类岩土问题或灾害。

1.2岩体剪切强度确定方法当岩体完整，结构面数量少、规模小，岩体抗剪强度主要由岩石控制；当结构面数量增多，岩体完整性变差，岩体抗剪强度逐渐减小，主要由结构面控制，若存在多组结构面，则由最不利结构面控制。