岩体节理参数的统计分析及应用

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岩体节理体积频率的计算方法及工程应用

岩体节理体积频率的计算方法及工程应用

岩体节理体积频率的计算方法及工程应用节理体积频率是研究岩石中节理和裂隙分布特征的一个重要指标,它
可以反映构造背景的变化情况,并可以用来评价岩体的坚固性及抗压能力。

节理体积频率的计算方法主要包括以下几步:
(1)用三角测量、栅格测量或X射线扫描获得节理的三维体积数据;
(2)计算体积测定区域的长、宽和高;
(3)计算体积测定区域的体积;
(4)计算节理体积频率,即节理占测定区域体积的比例。

节理体积频率的应用主要体现在工程岩土工程、矿产资源调查、岩体
测量等多个领域中。

在工程岩土工程中,节理体积频率可以用来评价岩体
的坚固性及抗压能力;在矿产资源调查中,可以帮助矿产调查人员更准确
的把握岩体的裂隙空间分布情况;在岩体测量中,它可以帮助开采工程人
员更好的把握岩体的变形特性以及岩体的采空体积变化。

工程岩体分级标准GB50218-94

工程岩体分级标准GB50218-94

工程岩体分级标准GB50218-94主编部门:中华人民共和国水利部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1995年7月1日关于发布国家标准《工程岩体分级标准》的通知建标[1994]673号根据国家计委计综[1986]450号文的要求,由水利部主编,会同有关部门共同制订的国家标准《工程岩体分级标准》,已经有关部门会审。

现批准《工程岩体分级标准》GB50218-94为强制性国家标准,自一九九五年七月一日起施行。

本标准由水利部负责管理,其具体解释等工作由水利部长江科学院负责,出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。

中华人民共和国建设部一九九四年十一月五日1 总则1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法;为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,制定本标准。

1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。

1.0.3 工程岩体分级,应采用定性与定量相结合的方法,并分两步进行,先确定岩体基本质量,再结合具体工程的特点确定岩体级别。

1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验,除应符合本标准外,尚应符合有关现行国家标准的规定。

2 术语、符号2.1 术语2.1.1 岩石工程rock engineeting以岩体为工程建筑物地基或环境,并对岩体进行开挖或加固的工程,包括地下工程和地面工程。

2.1.2 工程岩体engineering rock mass岩石工程影响范围内的岩体,包括地下工程岩体、工业与民用建筑地基、大坝基岩、边坡岩体等。

2.1.3 岩体基本质量rock mass basic quality岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最基本属性,岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度所决定。

2.1.4 结构面sructural plane(discontinuity)岩体内开裂的和易开裂的面,如层面、节理、断层、片理等,又称不连续面。

2.1.5 岩体完整性指数(Kv)(岩体速度指数)intactess index of rock mass(velocity index of rock mass)岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度之比的平方。

改进的节理岩体强度参数经验确定方法及工程应用

改进的节理岩体强度参数经验确定方法及工程应用

o t t i o t no t m, i rvs hthsu Kxa g a b t n l ada e w y t e p l ao e a wh hpoe a tir t lo yif s ladr oa, n nw a h ay c i f h d c t e l s e ie n a i
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实测抗 压 强度值 接近 , 以往 的 经验确 定方 法 更加 准确 , 明 了节理岩 体 强度 的 降低是 尺 寸效应 与 较 证
节理化综合作用的结果 , 为节理岩体强度参数的研 究提供 了一条新的思路 . 关 键词 : 节理岩 体 ; 强度参 数 ; 经验 确 定方法 中圈分 类号 : J5 42 文献 标识 码 : A

岩土体物理力学参数

岩土体物理力学参数

岩土体物理力学参数在边坡稳定性定量分析中,岩土体的物理力学参数往往直接控制着稳定系数和支护工程量。

常规的获取参数的方法主要有试验法、经验法、工程地质类比法、反演分析法等。

此外,当边坡稳定受成组结构面和岩桥共同控制时,仍常采用结构面连通率,即采用结构面和岩桥强度进行加权平均来求取潜在滑移面的综合抗剪强度。

以下对两种参数获取方法进行简单介绍。

1.试验法试验法一般可分为室内试验和现场试验两类。

现场试验试件尺寸一般较大,多为(50~70)cm×(50~70)cm,它能保持岩土体的原始状态,并能反映结构面二、三级起伏差对强度的影响,但加工困难,周期长,试验费用相对较高。

室内试验试件一般较小,多为扰动样,存在尺寸效应问题,但取样简单,可以开展各种不同工况下的试验,如三轴直剪试验、饱和固结快剪试验、饱和固结排水剪试验、慢剪试验等。

室内试验由于试验周期短,费用相对较低,可以大量开展。

目前,随着取样技术的发展,已具备取原状样的条件,且可在刚性伺服机上开展试验,能有效地确定有效正应力,控制剪切速度,试验成果较为真实可靠。

2.经验估算法可根据一些经验公式,如利用Hoek-Brown强度准则确定岩体的综合抗剪强度。

一般是在工程前期和缺乏试验的地区应用,该方法存在的问题是岩石强度权重偏大,应用在坚硬和极坚硬岩石中时,确定的抗剪强度常常偏高。

8.5.2 选择原则对于一些不重要或者工程前期缺乏试验资料的边坡,可通过经验法和工程地质类比法,初步确定岩土体的物理力学参数,以此估算边坡的稳定性和支护工程量。

对于一些已经失稳或正在变形的边坡,采用反演分析法来获取岩土体的物理力学参数是一种最有效的办法,但由于此时的抗剪强度已不是常规物理意义上的抗剪强度,而是岩土体抗剪强度参数、边界条件、地下水条件等因素的综合反映,因此,在应用时应严格注意条件的相似性。

同时,应考虑在工程有效期内工作条件的可能变化趋势对强度参数的影响,并适当进行调整。

节理发育特征与岩体稳定性的关联分析

节理发育特征与岩体稳定性的关联分析

节理发育特征与岩体稳定性的关联分析概述岩石中的节理是岩体中的裂隙或裂纹,对岩石的稳定性和力学性质有着重要影响。

本文将探讨节理发育特征与岩体稳定性之间的关联,以帮助理解和评估岩石的工程性质。

一、节理的发育特征1. 节理的形态节理的形态多种多样,可以是直线状、弯曲状、交叉状等。

形态的多样性与岩石物理性质、应力环境和变形历史有关。

2. 节理的密度和间距节理的密度和间距是评估岩石稳定性的重要指标。

密度越大、间距越小,岩体的稳定性越差。

3. 节理的走向和倾角节理的走向和倾角与应力场密切相关。

当应力场与节理面平行或垂直时,岩体的稳定性较好。

二、节理与岩体稳定性的关联1. 岩体强度与节理特征岩石中的节理是岩体的弱面,对岩体的强度起到了显著影响。

节理的密度和间距增加会导致岩体整体强度下降。

2. 应力分布与节理特征岩体的稳定性受到应力分布的影响。

当应力与节理面夹角较小时,岩体的稳定性较好;而当角度较大时,岩体易发生破裂和滑动。

3. 水文地质与节理特征地下水对岩体的稳定性也有重要影响。

当节理中存在着大量的水流时,水的渗透和膨胀会削弱岩体的强度,降低岩体的稳定性。

三、节理对岩体工程破坏的影响1. 岩体塌方岩体的节理对塌方有重要影响。

如果节理发育密度大、间距小,岩体易发生破坏和滑动,增加了工程建设的风险。

2. 岩体滑动节理对岩体滑动的影响也很明显。

当节理的走向与滑动方向相一致并形成倾斜面时,岩体易发生滑动,对工程建设构成威胁。

3. 塌方预测与防治通过分析节理的特征,可以较好地预测岩体的稳定性。

在工程建设中,可以采取相应的措施来防止岩体的塌方和滑动,确保工程的安全。

结论节理发育特征与岩体稳定性息息相关。

合理评估岩石中节理的发育特征,对安全地进行岩体工程建设具有重要意义。

通过对岩体的节理特征的分析和理解,可以为工程建设提供可靠的依据,并采取相应的措施来防止岩体的塌方和滑动,保障工程的顺利进行。

浅述节理岩体强度参数的确定方法

浅述节理岩体强度参数的确定方法
岩体抗剪强度参数的确定可采用经验方法,宋建波 (2 00 0 )[1 0]提出了基于H oek - Br own 经验强度准则确定均质 岩基抗剪强度参数的方法,工程类比的方法也可用来选取岩 体抗剪强度的计算参数[11 ],通过对岩体类型进行划分,在充 分利用有限试验资料,直接或利用公式间接确定计算参数的 基础上,对工程性质相似的结构面或工程岩体,根据现场试 验资料采用定量类比的方法进行参数取值。
中图分类号:TU452
文献标识码:A
文章编号:1006- 7973(2011)10- 0231- 03
一、引言 节理岩体强度参数的确定在岩土工程稳定性评价中起着 至关重要的作用,工程岩体是一种具有地质结构面的复杂地 质体,其强度特征由于不规则结构面的存在而呈现不均匀和 各向异性,节理之间的相互作用又使得岩体的破坏机制十分 复杂。因此,岩体强度参数的确定问题一直是岩石力学与工 程界的一大难题。国内外很多学者对岩体强度参数进行研究, 在查阅大量相关文献的基础上,本文对节理岩体强度参数的 确定方法进行综述。 二、理论研究 理论研究方法主要是在理论强度准则的基础上发展起来 的,这类方法是基于材料力学、弹塑性力学的知识体系,通 过严谨的数学方法推导得出。经典强度理论能基本反映岩石 的强度特性,目前仍然是相关工程设计的重要依据,是计算 机仿真模拟与有限元分析的重要理论依据。其中应用最广且 理论最完善的是Moh r -C ou lom b 强度理论,在此理论的基 础上,节理岩体的强度得到很多学者的重视:J a e ge r(1 96 0 ) [1]对含一组结构面的各向异性岩体,提出了著名的“单弱面 理论”;对于含有二组或二组以上的结构面,岩体强度的确 定方法是分步应用单结构面理论;Hoe k -Br own (1 98 6) [2]认为,含4 组以上性质相近结构面的岩体,按各向同性岩体 处理是合理的。 理论研究方法的不足之处在于:① 现行的理论强度准则 均有一定的适用范围和应用条件,不能推广到某一特定应力 条件以外;② 假定岩石材料为连续介质,不能解释岩石强度 的离散性、随机性等特点以及岩石强度特征与岩石组织结构 间的问题[3]。 三、经验方法 经验方法主要包括以经验强度准则为基础的岩体强度参 数确定方法、工程岩体分类法以及工程类比法等。 经验强度准则是以试验为主要研究手段、近似描述岩体 破坏机理的破坏判据,比较著名的是B ie n ia ws ki于19 7 4年 提出的经验强度准则,和E . Ho ek 、E. T. B r own 于19 8 0年 提出的经验强度准则。应用经验强度准则求解岩体强度问题,

罗河铁矿岩体节理裂隙倾角调查与统计研究

罗河铁矿岩体节理裂隙倾角调查与统计研究
倾角 45°~60°、70°~85° 2 组为主,由碳酸盐脉填充。
该段具有不同程度的碳酸盐化、高岭石化、水云母化,
局部较强,引起岩石松软破碎,强度降低。该段空间
分布规律性不详,就其总量来看,大致分布标高在
-10~-160 m,
尤以-40~-130 m 居多。由西至东呈波状
起伏,
厚度由小至大,
如 0~7 线,
多发育在粗安岩中,
其分布
较零乱,厚度一般为 2~30 m,最大为 60 m。其中大于
10 m 的破碎段在平面上多表现出北西与北东向展布。
(2)由东至西上限为-170~-380 m,
下限-300~-500
m,主要分布于次生石英岩中,厚度为 5~100 m。一般
破碎严重,多呈带状或似层状分布,与岩层产状大体
松软破碎岩石在标高-320~-580 m 较为发育,厚度
为 10~120 m。其中 9 线以东的松软破碎岩石分布标
高在-410~-460 m,厚度为 10~50 m;9 线以西则分布
在-450~-560 m,厚度为 10~60 m。在 ZK156、ZK154、
ZK98、ZK916、ZK01、ZK22、ZK210 等孔矿体顶板中,
tion angle of 60°~90° account for about 40% of the whole mining area,and the joint fissures in the horizon⁃
tal mining area of - 455,- 470,- 508,and - 515 m are more developed,and the distribution density of
受水云母化,高岭石化,绿泥石化等影响,致使岩石

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。

岩心体积节理数J_(V)′计算方法

岩心体积节理数J_(V)′计算方法

山西建筑SHANXT ARCHITECTURE第47卷第11期• 66 •2 0 2 1 年 6 月VgU45 Ns. 31Jua. 2021-岩土工程-地基基础-DOI :10.13719/j. okP 1009-6525.2021.11.025岩心体积节理数J J 计算方法王燕陆诗磊(常州市建筑科学研究院集团股份有限公司,江苏常州513415 )摘要:岩体体积节理数J 与岩体完整性指数K v 具有良好的对应关系,是用于定性表征岩石完整程度的重要参数⑴。

目前,相应规范中对J 的计算方法已有了明确的定义。

但是这种计算方法仅适用于野外体积较大的岩体(测线大于5 m )的J 的计算,却不适用于钻探取出的岩心的体积节理数J'的计算。

通过对岩体体积节理数J 计算公式的变换,并对岩心中的节理数进行了 钻遇率校正,最终得出了岩心体积节理数J'的计算方法。

关键词:岩心,岩体体积节理数,岩心体积节理数,岩体完整性指数,钻遇率中图分类号:TU455 文献标识码:A 1概述岩体中往往存在多组结构面,这些结构面又称节理,是反映岩石完整度的重要指标[1]o GB/T 50218—2014工程 岩体分级标准第4.3. 4 -4. 3.4规定岩体完整程度的定量指标,应采用岩体完整性指数K v ,应采用实测值。

当无条件取得实测值时,也可用岩体体积节理数J [2]。

岩体体积节理数J 、岩体完整性指数K 以及岩体完整程度的对应关系,如表1所示。

表1 J v 与Kv 及岩体完整程度的对应关系同时该规范第B. 2. 2条规定了岩体体积节理数可采用 间距法进行计算,其计算公式如式(1)所示。

J V 条• m-3<44〜55〜2220 〜34^34K v>0.970.97 〜0. 970.97 -0.34034 -0. 19s=0. 19完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎J f S o + S0,= 1,…,n⑴i = 1其中,Jv 为岩体体积节理数,条/m 3 ;为统计区域内结构面组数;S 为第i 组结构面沿法向每米长结构面的条数;S 为每立方米岩体非成组节理条数。

节理岩体数值计算方法及其应用_一_方法与讨论

节理岩体数值计算方法及其应用_一_方法与讨论

第23卷 第20期岩石力学与工程学报 23(20):3444~34492004年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .,20042003年5月30日收到初稿,2003年7月4日收到修改稿。

作者 朱焕春 简介:男,1963年生,博士,1985年毕业于河海大学水文地质与工程地质专业,现任武汉大学教授、ITASCA 高级岩石力学专家,主节理岩体数值计算方法及其应用(一):方法与讨论朱焕春1,2 Brummer Richard 2 Andrieux Patrick 2(1武汉大学水利水电学院 武汉 430072) (2Itasca(加拿大)咨询公司 索德柏立 加拿大)摘要 叙述了工程岩体的典型破坏类型、发生条件和判断方法,简单介绍了针对节理岩体的数值计算方法发展过程、现状和特点,重点叙述了利用3DEC 基本功能生成三维随机节理网络和节理力学参数的随机赋值方法。

其中三维节理网络技术可以非常逼真地模拟现实条件下各种复杂形式的节理分布,甚至可以直接利用节理的地质编录资料在数值模型中生成确定位置上的确定性节理,在某种程度上一体化地实现了节理岩体的计算机模拟和数值计算,促进了不连续岩体、岩石计算方法在应用技术方面的发展。

最后讨论了不连续力学数值计算技术的工程应用,指出了合理运用数值计算方法解决工程问题的一般原则。

关键词 岩石力学,数值模拟,不连续体,离散元,随机,节理岩体分类号 TU 12 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)20-3444-06NUMERICAL METHODS AND APPLICATION FOR JOINTED ROCKMASS ,PART 1:APPROACHES AND DISCUSSIONSZhu Huanchun 1,2,Brummer Richard 2,Andrieux Patrick 2(1School of Water Resources and Hydropower Engineering ,Wuhan University , Wuhan 430072 China )(2Itasca Consulting Canada ,Inc .,Sudbury ,ON P 3E 1G 1, Canada )Abstract This paper narrates the typical modes of rock mass failures in engineering activities ,the conditions under which such failures occur ,and the approaches to predict these failures. A brief description is presented of the evolution ,the current state ,and the feature of numerical modelling methods for jointed rock mass. Attention is paid to the technique of generating 3-dimensional joint net in rock mass and randomly simulating the properties of each individual joint on the basis of accessible functions in a 3DEC numerical model. Such technique enables 3DEC to build up a model that contains various joints corresponding to the realistic distributions of joints in rock mass and ,furthermore ,achieve a determinative description of joint distributions by transplanting joint mapping data into a 3DEC model. This ,in some degree ,fulfills the numerical modelling of geomechanical behaviours of jointed rock mass combined with the computerized simulations of its geometry. The essential principles are discussed of applying numerical modelling techniques for discontinuum into engineering projects. Key words rock mechanics ,numerical modelling ,discontinuum ,discrete element ,random ,jointed rock mass1 概 述数值计算已经被普遍应用于工程设计中解决各种岩石力学问题。

岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用

岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用

岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用张耀平;曹平;袁海平【摘要】To obtain satisfactory mechanical parameters of rock mass, the commonly used methods of rock mechanics parameters were compared. The study results show that differences between the different treatment methods results obtained are also larger. With the actual situation, mechanical parameters of Longqiao iron mine were selected combined by E. Hoek, elastic wave method, experience, and coefficient reduction method. The parameters of the reduction methods take the average of the results. The average modulus of elasticity of rocks were by 1/3 values of mechanical parameters. The reasonable recommended values of Longqiao iron mine were proposed.%为获取满意的岩体力学参数,对常用岩体力学参数取值方法进行了比较分析,研究发现,由于处理方法的不同,得到的结果差别也较大.结合龙桥铁矿实际情况,采用E.Hoek法、弹性波法、经验折减法及系数换算法4种方法综合考虑各种折减方法所得结果,各参数一般情况下取各折减方法所得结果的平均值,弹性模量按岩石的1/3取值,提出龙桥铁矿岩体力学参数的合理推荐值.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2011(020)001【总页数】4页(P100-103)【关键词】岩体;力学参数;弹性模量;抗剪强度【作者】张耀平;曹平;袁海平【作者单位】江西理工大学,应用科学学院,江西,赣州,341000;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;江西理工大学,应用科学学院,江西,赣州,341000【正文语种】中文【中图分类】TU45岩体是地质体,它经历过多次反复的地质作用,经受过变形、遭受过破坏,形成一定的岩石成份和结构,赋存于一定的地质环境中。

岩体结构面几何参数的确定

岩体结构面几何参数的确定

岩体结构面几何参数的确定摘要:岩体是地质体的一部分,是非均质的、各向异性的不连续体。

岩体中力学强度较低的部位或岩性相对软弱的夹层,构成岩体的不连续面,称为结构面。

结构面实际上是地质发展历史中岩体内形成的具有一定方向、一定规模、一定形态和一定特征的地质界面。

关键词:岩体结构面几何参数确定岩体是地质体的一部分,是非均质的、各向异性的不连续体。

岩体中力学强度较低的部位或岩性相对软弱的夹层,构成岩体的不连续面,称为结构面。

结构面实际上是地质发展历史中岩体内形成的具有一定方向、一定规模、一定形态和一定特征的地质界面。

结构面的几何特征直接控制岩体中岩块的大小,同时控制岩质边坡稳定性分析和地下洞室围岩稳定性分析中的边界条件,即控制滑体的形状、规模及其趋势。

具有工程意义的岩体结构面主要包括地层层面和节理等。

在某抽水蓄能电站坝址区进行了大量的岩体结构面调查之后,利用所取得的资料,应用EXCEL软件,对有关几何参数进行统计分析,并利用数学模型和检验原理,确定了具有一定置信程度的置信区间。

1 结构面几何参数岩体结构面几何参数主要包括产状、间距、连通性等,结构面的产状由其走向、倾向和倾角组成,而结构面的走向和倾向可以相互换算,即只要确定其一即可(本文中以倾向为例)。

岩体结构面几何参数主要从天然露头、剖面(例如采矿剖面,道路剖面等)、平硐、钻孔中实测而得。

2 结构面倾向以结构面的倾向(方位角)为例,在工程区现场调查了二组结构面的305个数据,输入到EXCEL电子表后,得到的统计结果为:一组节理面(节理1)倾向的范围为80° ~147° ,其均值为111.4° ;另一组节理面(节理2)倾向的范围为154° ~270° ,其均值为200.9° 其分布见图1。

图1 结构面倾向统计图先对节理1进行分析,在模型的对比中可知,节理1服从伽马分布。

因此根据相对频率,计算数学期望S Ex 和方差S Dx ,然后可根据模型的特征计算其参数,a 和b 值可联立方程求得,G (a )可通过斯特林公式得到,计算结果为:a = 60.7627 和 b = 0.5279。

节理统计分析

节理统计分析

节理统计分析1.原始20组数据统计走向NE走向区间平均走向平均倾角平均倾向条数1°-10°5°45°95° 1 11°-20°15°61°104° 1 21°-30°26°62°115° 3 31°-40°- - - - 41°-50°42°63°131° 1 51°-60°58°63°148° 1 61°-70°- - - - 71°-80°75°61°166° 2 81°-90°- - - -走向NW走向区间平均走向平均倾角平均倾向条数271°-280°275°47°186° 2 281°-290°- - - - 291°-300°- - - - 301°-310°305°45°33° 1 311°-320°318°57°49° 2 321°-330°- - - - 331°-340°332°45°53° 2 341°-350°349°47°79° 2 351°-360°351°42°82° 22.绘制节理走向玫瑰图3.节理分析和节理走向玫瑰图的意义岩体中存在节理,破坏了岩体的整体性,促进岩体风化速度,增强岩体的透水性,因而使岩体的强度和稳定性降低。

Barton-Q系统分类法及其在岩土工程中的应用

Barton-Q系统分类法及其在岩土工程中的应用

基本案例收集
基础数据库的建立
案例分析总结
RQD:岩石质量指标 Jn:岩体节理组数 Jr:节理粗糙度系数
相应参数、指标提出
Ja:节理蚀变系数 Jw:裂隙水折减系数 SRF:应力折减系数
评定等级的提出
Q指标评价系统提出
评定等级的验证
Q系统分类法 数据库的特征
4
Q系统分类法建立的背景及目的
NGI 的Barton最初提出的岩石质量Q分类法
设备用途
方便快捷地测绘现场岩体结 构降低工人的工作量。 可实现无接触测绘。
能够快速详尽地对岩体结构 信息进行统计分析,并生成 相应的报告。
可根据所测绘的岩体结构进 行初步的稳定性分析(楔形 体识别与分析) 可建立完整的岩体信息数据 库,为后续的分析提供基础
23
实验室相关设备的介绍
焦家金矿开展岩石力学工作
钻孔岩芯地质编录 现场原位岩石力学试验 现场岩体结构测绘 实验室岩石力学试验 现场钻孔摄像 现场声波测试
现场声波测试及钻孔摄像 钻孔地质编录
基于摄影测量技术的现场岩体结构测绘
实验室岩石力学试验
20
Q系统分类法与岩体力学参数
修正的Mathews稳定性图表
位置
孔号 RQD PLS UCS Jn Jr Ja Jw SRF Q 01 23.81 4.42 80 6 2 1 0.66 2.5 2.79
RQD Jn
Jr Ja
结构体尺寸
结构面抗剪强度
Jw 主动(有效)应力 SRF
Q = 1000 (or better) Q = 100/0.5 x 4/0.75 x 1/1
Q = 0.001 (or worse) Q = 10/20 x 1/8 x 0.5/20

3DEC应用中节理岩体力学参数的选取_周正义

3DEC应用中节理岩体力学参数的选取_周正义
(3) 沿江一带地下水同时受江水影 响强烈 , 两者表现 为同步 型 , 受江水顶托影响可达 700m 。 近江边一 带岩 溶水变 化形 态表 现为“ 山峰型” , 最大波动范围达 10m 。
(4) 星湖水对湖区周围岩溶水影响 性不强 , 只对地下 水的排 泄起制约作用 , 地下水位仍属波动 — 稳定型 , 波动幅度 1~ 2m 。
总第 123 期
西部探 矿工程
series No . 123
2006 年第 7 期
W ES T - CHIN A EXP LO RA T ION EN GIN EERIN G
July . 2006
文章编号 :1004 —5716(2006)07 —0163 —03
岩石 E 名称 (G Pa) 砂岩 19. 3 泥岩 26. 3 石灰岩 28. 5 页岩 11. 1 花岗岩 73. 8
表 1 常见岩石的力学参数[ 5]
υ 0. 38
K (G Pa)
26. 8
G (G Pa)
7. 0
摩擦角 (°) 27. 8
内聚力 拉张强度 (M Pa) (M Pa)
27. 2 1. 17
0. 22 15. 6 10. 8 32. 1 34. 7
-
0. 29 22. 6 11. 1 42. 0 6. 72 1. 58
0. 29 8. 8
4. 3 14. 4 38. 4
-
0. 22 43. 9 30. 2 51. 0 55. 1
-
2 不连续面法向刚度和切向刚度的选取
不连续面的法向刚度和切向 刚度可以 通过节 理岩体 中节理
(5) 肇庆市城区未来 供水 方向 应该是 地表 水与地 下水 联合 使用 , 以西江水为第一供 水水源 , 岩溶 水为第 二供 水水源 。 西江 水对人民生活用水提 供保证 , 而岩 溶地下 水因不 易受污 染 、不含 病毒细菌 、水质 清 澈 透 明 、冬 夏 季 水温 差 别 少(一 般 为 23℃ ~ 25℃)等自来水无法比拟的 优越性 , 为旅 游业的 开发提 供优 质水 源 , 为工厂生产降低能源消耗 。

岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨

岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨
* 收稿日期: 2012-10-20; 收到修改稿日期: 2013-01-07. 第一作者简介: 段世委,主要从事水利水电工程地质勘察与咨询. Email: tididsw@ 126. com
21( 4) 段世委等: 岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨
549
1引言
岩体完整性系数是表征岩体完整程度的地质术 语,其物理含义是岩体相对于岩石的完整程度。岩 体完整性系数是通过获取岩体和岩石的纵波速度进 行计算得到的。岩体内存在的各种结构面及充填物 质使得弹性波在岩体内的传播速度降低,岩体弹性 纵波速度反映了由于岩体的不完整性而降低了的物 理力学性质; 岩块则认为基本上不包含明显的结构 面,测得的岩块的弹性纵波速度反映的是完整岩石 的物理力 学 性 质[1]。 岩 体 完 整 性 系 数 是 一 个 与 岩 体质量和强度有关的参数,因此,很多工程岩体质量 评价方法中,都将岩体完整性系数作为影响岩体质 量的一个重要指标[1 ~ 5]。我国现行的《工程岩体分 级标准》中将岩体完整性系数作为计算岩体质量指 标 BQ 的 2 个参数之一[1]; 《水利水电工程地质勘 察规范》中坝基和围岩工程地质分类都将岩体完整 性系数作为一个重要指标[2,6,7]。但 是,不 同 的 规 范对确定岩体完整性系数的规定存在一定的分歧。 实际勘察工作中,在波速测试方法、测试岩块的选择 以及采用体积节理数确定岩体完整性系数等方面也 存在一些问题。以上原因可能造成计算的岩体完整 性系数不能真实地反映岩体的完整程度,进而影响 到岩体质量的准确评价。本文对岩体完整性系数确 定及应用中可能存在的几个问题进行探讨。
由于以上原因,在计算岩体完整性系数时,若岩 块与岩体分别采用不同类型的纵波速度是不合理 的,应根据 不 同 情 况 对 岩 块 或 岩 体 波 速 进 行 修 正。 笔者认为,由于地震波测试范围大,能够更好的反映 岩体的情况,计算岩体完整性系数时,岩体波速最好 采用地震波速度。当岩体的波速采用地震波速度 时,应 对 岩 块 声 波 速 度 进 行 修 正,修 正 系 数 为 0. 91[13]; 对 于 声 波 测 井 成 果,由 于 其 测 试 范 围 小 ( 更接近岩块) ,应通过建立工程区声波测井成果与 地震波测试成果之间的关系,对其进行修正,然后再 计算岩体完整性系数。

节理岩体力学参数取值研究

节理岩体力学参数取值研究

节理岩体力学参数取值研究
节理岩体力学参数取值研究,是指对岩体在不同节理条件下的力学参数,进行测试研究,以获取其有效力学参数。

节理岩体的力学参数包括断裂韧性、破坏强度、抗剪强度、抗拉强度、压缩强度、抗压强度、抗弯强度等,其中断裂韧性参数是节理岩体在断裂处所发挥的稳定作用,也是岩体变形和破坏的特征参数;破坏强度是岩体在破坏前承受的最大应力;抗剪强度是岩体在断口处的抗剪能力;抗拉强度是岩体在断口处的抗拉能力;压缩强度是岩体在断口处的抗压能力;抗压强度是岩体在断口处的抗压能力;抗弯强度是岩体在断口处的抗弯能力。

通常,节理岩体力学参数取值研究,采用现场取样和室内实验相结合的方法,分为三个步骤,即岩石样品取样、室内实验和数据处理。

1.岩石样品取样:首先,根据研究目的,从节理岩体中取出若干岩石样品,进行现场取样,并根据现场获得的节理特征,分析节理岩体的物理结构及其力学特性,以便对节理岩体的力学性质做出正确的判断。

2.室内实验:然后,将取样的岩石样品,进行室内力学实验,以测定节理岩体的力学参数,如断裂韧性参数、破坏强度、抗剪强度、抗拉强度、压缩强度、抗压强度等。

3.数据处理:最后,对室内测试的数据进行统计分析,以获得节理岩体的有效力学参数。

岩体节理体积频率的计算方法及工程应用

岩体节理体积频率的计算方法及工程应用
在研究区共布置7条精测线对不同工程部位岩体内所发育的结构面进行了统计其中3鱼简河水库测线布设位置tablescanlinelocationyujianhereservoir位置露头产状所属地层导流洞出口1555m14590235导流洞进口53100m1539024322s导流洞进口53m15390243白云岩夹少量杂色泥12s条测线所有结构面组的间距倾向倾角半径等几何参数所服从的概率密度函数类型及有关参数统计结果结构面几何参数概率统计结果tableprobabilitystatisticsstructureplanegeometryparameter编号几何参数节理1节理2节理3密度函数类型密度函数类型密度函数类型41负指数53负指数17倾向0319608对数正态0624513对数正态0129502倾角136658对数正态215526指数2169326460半径44对数正态01692对数正态74负指数49倾向305048830504对数正态0624766倾角7625167625对数正态135792半径54负指数36负指数46倾向0724254对数正态0229418倾角125425指数1277486935半径对数正态00103负指数体积频率与线频率的关系由于是基于三维结构面网络模拟程序计算节理线频率故对于某一节理组即使采用同一体积频率也绝对不会出现结构面网络模型雷同现象从而使得按照上述原理计算的线频率不可能为某一为说明线频率与体积频率的关系及本文思路的可行性以测线a节理组2为例开展分析
t s d rwhrg l i f okmas o t, n i o mef q ec , A i d t mie yA ta i mes o t ygo t ua o o c s i s a dj n v l eu n y A s e r n db ht s a. u e tn r jn ot u r e

3DEC应用中节理岩体力学参数的选取

3DEC应用中节理岩体力学参数的选取

(! 不连续面法向刚度和切向刚度的选取 不连续面的法向刚度和切 向 刚 度 可 以 通 过 节 理 岩 体 中 节 理 结构以及完整岩 体 的 变 形 进 行 近 似 的 计 算 ! 通过施加应力和量 测位移得到 " 并 且 壁 岩 坚 硬 时! 根据文献# & !! 当不连续面微风化或弱风 化 ! $ 有% !, & ( ! $T!M % $ > 9T’ > 9 A > 9’ R 6 S2%M ( ) ) " "G > 9 A W U 6 R JS! 4 # 式中 % * * 不连续面粗糙度系数 + > 9* * * 不连续面抗压强度 + > 9 A* * * 不连续面迹长 + G* * * 不连续面残余摩擦角 " 4* # 节理岩体变形模量的选取 !! 往往只考虑断层 ! 连贯的较长的节 理 ! 7 8 9 建模的时候 ! !! 在 ( 对于小的节理以及节理裂隙 等 ! 如 图 ! 所 示! 往往在建模的时候 & ’ ( & ’ #
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节理岩体力学参数折剪计算论文

节理岩体力学参数折剪计算论文

节理岩体力学参数折剪计算论文摘要:利用工程地质调查和室内三轴试验可以得到节理岩体力学参数计算所需的基础数据,简单易行;利用广义Hoek-Brown强度准则,综合考虑了影响岩体力学性质的结构面和结构体的性质,可以比较精确地确定节理化岩体的力学参数。

Hoek-Brown强度准则是Hoek等人根据岩石特性的理论和实践经验总结提出的岩石和岩体破坏时的判据。

由于其考虑了岩体的结构、岩石强度和所受应力状态等综合因素,目前,该准则已在岩土工程领域中得到了广泛应用。

节理化岩体力学参数是矿山工程地质和稳定性分析的重要基础数据,是影响矿山设计、施工的重要因素和指标。

由于节理化岩体含有节理裂隙,导致试件不合理或试件尺寸不符,因此,很难确定节理化岩体的力学参数。

然而,广义Hoek-Brown准则提出了一种确定节理化岩体力学参数的新方法——地质强度指标GSI法(Geological Strength Index),这是一条简单而经济的新途径。

GSI值的确定也为岩体稳定性强度折减提供了数据来源。

岩体的抗剪强度等力学参数也可以利用Hoek-Brown破坏准则计算,但都较为烦琐。

本文基于广义Hoek-Brown强度准则,采用GSI 法,更加方便、快捷地将岩石的内聚力c值、内摩擦角φ值转化为岩体的c值、φ值,使其更方便于工程应用。

1 广义Hoek-Brown准则Hoek-Brown破坏准则最初适用于估算完整、坚硬的岩体的力学参数,是半经验强度准则。

2002年,Hoek等人针对最初的强度准则在实际工程应用中出现的问题,综合考虑了岩体结构、岩石强度和应力状态等因素的影响,并进行了修正,得出了岩体破坏的经验准则,称之为“广义Hoek-Brown准则”,并给出了各类岩体经验参数值。

其表达式为:2 地质强度指标地质强度指标(GSI)是Hoek等人在1994年提出的一种新的岩体分级系统,GSI系统是专门用于解释不连续面或节理的岩体性质而开发的一种方法,这些岩体性质影响着岩体的强度和变形。

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圈 迹 长直 方 圈
圈 5 节 理 闫距 直 方 圈
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南 昌水 专学报
1 9 年 第 l 卷 6 9 5
2 概率 模 型
间距 、 迹长 、 向和倾角 四个 参数 可以完 全描述理 想 比节 理的 空 间形 态. 倾 在大 量 的现场数
- 收 穑 日新 ; 9 6 0 - 2 19 - 6 3
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第2 期
陈乃 明 、 代洪 : 体节理 参散 的统 计分 析匣 应用 朱 岩
S rey )扫描 线法 是用一条或 几条测 线 , 行或任意 角度斜交 展布在 节理露 头 面上 , 录与 uvrs . 平 记 测线相交那些 节理面 的参数. 取样窗法是在一 定范围 内的有 效露 头面上填 图 , 录每 条节理 的 记 参数和 每条节 理的相对 位置 , 一般被测 定 的参数 有节理 的产 状 、 间距 、 迹长 、 节理 面的起 伏度 、 张开度和节 理 中的充 填物等. Hu sn和 P i t 7 do r s 09 9年) 为 了研究节 理 中的块度概 率分布 , e …, 采用 两条 正 交和斜 交
V1 N o1 ¨ .
L :19 9£
岩 体 节 理 参数 的统 计 分 析 及 应 用

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摘 要
。查垡
30 2 ) 3 0 9
丁“ 2
( tl 大众 监 理工 程公 司 5 8 0 ) ( 事处  ̄ J市 l 1 0 0 人
本 文首先介 绍了节理 参数 的统 计方法 , 然后举例说 明其 在 某工程 中的应 用
T h 等 (9 1 分析 了 S uhC ot y 1 9 年)‘ o t rf y锡矿收集的 16 8 4 条节理 , 果发 现倾 向和倾角 结 能较好地接 受均匀分 布和 正态分布 .
24 小 . 结
要准确地 量测节理形 迹长度一般并 不容易 , 主要 一个原 因是 受到基岩露头 面范 围的限制. 露 头面和 节理面 的方 向不同 , 所测到节理 的概率 不同 , 露头面 与节理 面 的夹 角 愈大 , 测得 节理 的概率也 愈大. 大 部分 情况下 , 外基 岩露 头面 与节 理面 的交线 所形 成 的视在 倾角 为 视倾 在 野 角, 而量测 时应读真 倾角值.
面 的数 目及其 空间分 布决 定 了岩体 的物理 、 力学 和渗流性 质. 因而 , 研究结 构面 的 空间分 布意
义重大 -
本文的工程 实 例也 证 明了节理参数 服从 一 定的分 布规 律.
第一 作 者 简 介 : 乃 明 , 9 3年 3月 出生 , , 士 , 胨 16 男 博 工程 师 , 发表 工 程 地 质 等 论文 十 余 篇 , 从事 高 层 房 现
3 工 程 实例
31 概 . 述
某岩体边坡 1 线 区域 由 2 62 0 24 2 8 3 2五个 台阶组 成 . ~7 2 、 5 、7 、 9 、 2 ]由于节 理发育和断 层
构造 的存在 , 在局 部 已造成 了多次 小滑坡. 了进一步探讨 该 区域 的边 坡稳 定性 , 进行全 面 为 需
屋建 筑工 程监 理 .
参 考 文 献
1 H u sn JA 、P is D[e nt ate n c asGe m er n . . c e h.M i.S i d o re tS D sa i iisa dRo k M s o ty It J Ra k M c n n c .& Ge m e h o c.
2 各 统 计 台阶 的优 势 面 见 表 1 ) _
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目水哥芋 撤
圈 1 节理 极 点等 密度 圈 表 1 优 剪结 构面 综 台裹
33 节理面参数 分析 ( . 仅含节理 , 182条) 共 5
1节 理 面额角 分布 ) 倾角 统计是 以 1 0为一 区间, 统计每 一 区间节理 的参数 , 其统 计值 见表 2 图 2 以 2为一 , 是 o 区间的直 方 图.
从 理论上 说 , 采用皮 尔 逊的 x 检验法 得 出的 结果应该 是 一致 的 , 但笔 者 进行 了较多 的尝
试, 发现用皮尔 逊的 X 时 , 以把握 分组的组数 , 难 而检验的结 果会受 到组数 及组 中样本数 目的
影响 , 太多 时难 以满 足要求 , K l g rv法似乎要 宽松 一些. 组数 而 o mo oo
Abt 1 7 1 : 3 ~ 1 8 sr, 9 6( 3) 1 5 4 2 P is 、H u s n 】A. Esi t n 。 ) e n i ut o cn n r c t t fn c ne ̄u v y . re tS D do tma i o fIi o t iy S a ig a d T a e Lea h U tg s m Li s n g re s
关. r
2 2 节理的形迹 长度 . Enti is n和 B ah r 1 8 年 ) 】 1 个 取样点的数据 中对迹长 的分布形式作 了 x 检验 , e ee e ( 9 3 0在 1 。
在 5 显著 水平 , 8 能接 受对数正态分布 . 有 2
2 3 节理的倾 向和倾角 .
董 善 P2 坠 ! 缸’ 中 分 号 ; 垫丝 竺 类 墨塑 图 6墼 4 壁 本
1 现 场 节理 调查
岩体节理 的概率统 计分 析 就是通过 对岩体 中不确 定参数 的取样 和统计 , 作工程 性 质和 工
程 条件 的估计 . 由于样 本的信息 是 由测量获 得 的, 以, 所 测量方 法就 决定 了样 本包含 的 信息 能
1 7
据 统计分析 的基础上 , 人们 已经 总结 出这 些参 数分布 遵循 的一般规律 .
2 1 节 理 闫距 .
Ent n和 B ahr(9 3 )3 节理面 几何参 数 的分 布形式 作 了系 统 的研 究、 is i e ece 1 8 年 L对 他们从

2 个取样 点 ( 5 每个 取样点 5 o 0 o ~10 0条节理) 研究 了节理 间距 的分布形式 , x 的检 验发现 , 对 。 在 5 显著 条件下 ,5 2 个取样 点均能接受 指数分 布 , 且取样 测线 的方 向与参数 分布的 形式无 并
5 结

自然 界 中 , 岩体 节理参数 存在一 定的规律 , 住规律能 更精确 地揭 示岩 体的 本质. 抓 岩体 是
地质的产物 , 结构 面和结构体 是它的两个 基本要 素. 而 由于 地质历史 漫长 , 得不 同时期 , 同 使 不 种类 , 同空 间的岩体结构 复合演化 , 而使岩体结 构复杂 化. 不 从 在这样复杂 的结构 中 , 岩体 结构
的测 线测节 理参数 . 果 表 明, 果测 线长度 是平均 间距 的 5 , 结 如 0倍 则间距 的估 计 值在 8 的 6
置信度水平 得到 ̄z 的精确度. r s 和 H d n 1 8 年 )2 用带有不 同截长 限的测线 测 0 P it e us (91 o L采 节 理 迹长 , 用于专 门研究迹 长取样 中的截长偏差 ( e sr gBa) 截长 偏差指 在 测量过 程 中 , C noi i . n s 有时节理在 基岩露头 面上一端或二端是 不可见的 , 这种偏差 的存 在使得平 均迹长变 小. 除这 种 偏差外 , 常见的偏 差还有 比例 偏差 ( rp r o a Ba)和去 短偏差 ( au et nBa)- P oot n l i i s T rnai i '种. o s
4 节 理 参 数 的 概 率模 型
由于在测量 节理时 , 没有 严格地 区分节 理组 别 , 把节理看成 一种成 因, 故 作为 一组考虑. 表 6 是全部 节理 的统计结 果.
衷 8 全部 节理 统计 襄
由图 2至 图 5 可 以大致看 出每 一种 参数 的大体分 布. 可能 的分布用 Ko o oo (9 3 , 对 l g rv 1 3 ) m 检验法逐 个进行检 验 , 最后在给 定 的显著 性水平 =5 下, 下列分布 可接 受假 设 : 倾角为 正态 分布 , 向为均匀分 布 。 倾 迹长和 间距均 为负指数分布. 把所得的模 型填人表 6中.
4 节 理 间距 分 布 )
在进 行节理 面 间距统计 时以 0 2m 为一 统计 区 间i . 由于 许多 节理 是共 面的 , 即间距为 0 , 所 以只有 100条 节理 , 统计结果见 表 5 图 5 9 其 , 是以 0 0 为 区间的直方 图. . 4m
裹 5 节 理 问噩 统计 衰
裹 2 节理 馕 角统 计表
注 角 区问 为左 圃右 开 ,i i i为 全 朗. 倾 l  ̄- l l 倒如 ,o 4 3 ̄ o表示 3 。 ≤4 。依 次类 推・ 6≤ 0,
2 节理 面倾 向分 布 , 向统 计 区间为 4 。统计结 果见表 3 i l 是 以 1 。 区间 的直方 ) 颤 0, ,il 3 l l i 0为
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第 1 5卷 第 2期n Na e a gO lg fW ae 0 帅 o rd n h n ol e。 trC n e nya d Hy re  ̄reP we c n d ol i o r e
的现场勘 查 , 内外试验 和数据计算 工作 . 室 研究 的第 一步是现场节理 调查. 由于所研 究的 区域不 大 , 故节理调 查基 本上 是逐 个台 阶进行 的 , 且进 行全 长调查. 查 并 调 的项 目有 : 理产 状 、 节 间距 、 度、 长 充填物等 , 配用地质 罗盘 、 地质 锤 、 钢卷尺 等 . 调查 方法是 , 沿
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