巴顿结构面抗剪强度公式在马来西亚沐若水电站的运用
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１ ２ ３ 结构 面单轴 抗压 强度 Ｊ Ｓ的确 定 ． ． Ｃ
式 中 ：—— 剪应 力 ； — 正应 力 ； — —新 鲜 岩体 基 ７ － ｏ— ｒ
本摩 擦 角 ；Ｒ —— 裂 隙 面 粗 糙 度 系 数 ；Ｃ — — 裂 隙 ＪＣ ＪＳ 岩壁 岩体 单轴抗 压强 度 。
根据 沐若 水 电站 岩 石物 理 力 学 试 验 成 果 ， 知 建 可
１ １ 计 算公 式 ． Ｂ ￣ ｎ提 出的结 构面抗 剪 强度计 算公 式如下 ： ａｏ
ｒ ： ｔ ａｎ
饱 和状态下单位 重量为 ２ Ｎ ｍ ， 风化状态下单 位重 ５ｋ ／ 强
量 为 ２ Ｎ ｍ ， ３ｋ ／ 坝基新鲜 岩体 基本摩擦角 ： ５６ 。 ３．。
１ ２ ２ 结 构 面粗 糙 度 Ｊ ．． ＲＣ的 确 定
色厚层一 巨厚层 砂岩 ， 岩石完 整性 好 ， 但岩 体 中缓 倾 角
， ６ ２ ）＋ ０×（／ ＝（ — ０ ２ ｒＲ） （） ３ 式中：， ——风化 裂隙岩壁岩体残余 摩擦角 ； ｒ 风 —— 化 岩体 回弹仪 数 ； —— 新鲜 岩体 回弹仪 数 。 巴顿对公 式 （ ） ２ 进一 步 的求解 ， 公式 如下 ：
×
（Ｃ ０ （ ） Ｊ ｇ ） ） Ｒ ｌ ０
由库 伦一 尔公 式求解 ， 式如 下 ¨ ： 摩 公 ｊ
Ｃ ＝丁一 ×ｔ ｑ ａ ￣ ｎ
（ ５ ）
（） ６
１ 计算原理
利用 回弹 仪 、 钢卷 尺 、 地质 罗盘 等工 具进 行 现场 试 验， 获取缓 倾角 硬性 结构 面 （ 即岩块 问呈 刚性接 触 的无 充填 的结 构面 ） Ｊ Ｓ值 、Ｒ 的 Ｃ Ｊ Ｃ值 ， 运用 Ｂ ｒ ｎ公 式 计 ａｏ ｔ 算缓 倾 角硬性 结构 面 的抗剪强 度值 。
新 鲜裂 隙的岩 壁硬 度 ， 每条 裂 隙测 ｌ ６～２ Ｏ组 数 据 ， 以
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２ ；改 回 日期 ：２ １ ０ ２— ６— ８ ０ ２—０ ８—１ ５
作者简介 ：贺金 明 （ ９２一） １８ ，男 ，助理工程师 ，地质工程专业 ，从事工程地质勘察工作 。Ｅ— ｉ：ｊ ｐｎｈ８ ＠１ ３ ｃｍ ｍａ ｉ ｅ ｇｅ２ ６ ．ｏ ｌ ｎ ｏ 边智华 、余美万等 ，马来西亚沐若水 电站岩体力学试验及勘探孔 物探测试报告 ，长江水利委员会长江科学 院，２ １ 。 ０ ０
中 图 分 类 号 ：Ｐ４ ；Ｔ ４ ２ ５２ Ｕ ５ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１７ —１ １ （０ ２ ０ ０ ４ ６ １ ２ １ ２ １ ）５— ５２—０ ３
０ 引言
沐若 水 电 站 坝 址 位 于 马来 西 亚 砂 捞 越 州 拉 让 河
其 中：
（ ＮａｇＲｖｒ 支 流 沐 若 河 （ ｕｕ ｉ ｒ 上 ， 体 为 Ｒ ｎ ｉｅ） Ｍ ｒｍ Ｒｖ ） 坝 ｅ 碾 压混 凝土重 力 坝 ， 设计 坝高 １１ｍ， 坝 岩体 主 要 为 ４ 建 第 三 系贝拉 加 （ ｅ ｇ） Ｐｌ ｕ ０亚段 （ 】 浅 灰 Ｂ ｌ ａ 组 ｅ ｇｓ１ ａ ａ Ｐ ）
１ ２ 计算 参数 的确 定 ． １ ２ １ 基本摩 擦 角 ．． 的确 定
坝基 岩体 主要为 Ｉ 、 ＩＩ ， Ｉ Ｖ类 根据沐 若水 电站岩 体物 理 力学试验成果 ｏ，ｅ ｇｓ１ Ｐ ｌ ｕ ０亚段 （ ， ｍ 新 鲜砂 岩 在 ａ Ｐ ）
。
此 方法仅 适用 于无 充 填 的 硬性 结 构 面 ， 一些 充 对 填 软弱 物质 的结 构面须 进行 专 门的直 剪试 验 。
＝
（） ４
Ｏ ｒ
结 构 面发育 ， 为 呈 刚性 接 触 无 任何 充 填 的 硬 性 结 构 多 面 ， 了获 取其 抗 剪强 度 值 ， 场 对 ３ 为 现 ５条 缓 倾 角 硬 性 结构 面进 行试 验 、 分 析 。 计算
＝ｎＲ ｏＣ ） ｔ（Ｃｌ （Ｓ 一 ａＪ ｇ Ｊ ｘＩ ｏ￣
第２ ６卷 第 ５期顿 结 构 面 抗 剪 强 度 公 式 在 马 来 西 亚 沐 若 水 电 站 的 运 用
贺金 明 ，徐 明辉 ，马丹旋 ，曹 建
（． １ 长江三峡勘测研 究院有限公司， 湖北 武汉 ４ ０７ ３ ０４；２ 长江水利委员会 长江科学院， ． 湖北 武汉 ４ ０ １ ） ３０ ２
摘
要 ：利用回弹仪 测取 结构面的硬度 ，估 算其单 轴抗压 强度 ＪＳ Ｃ ；利 用钢卷 尺测算结 构 面的起 伏度 ，估
算其粗糙度 Ｊ Ｃ；运 用 Ｂ ｒ ｎ 出的结构面抗剪强度公 式计 算 出沐 若水电站建 坝岩体 中缓倾 角硬 性结构 面 Ｒ ａｏ 提 ｔ
的抗剪强度值。
关键词 ：缓倾 角硬性结构面 ；单轴抗压强度 ；粗糙度 ；基本摩擦 角；抗剪强度
现场 测定 ３ ５条 裂 隙 的轮 廓 曲线 长 度 Ｌ （ 及 裂 ｍ）
（ Ｊ ×ｇ（ ） （ 粗糙 度 Ｊ Ｃ， 结果 见表 １及表 ２ Ｒ ｌ０ １ Ｃ ｏ ） ｌ ） Ｒ 计算 。
坝 岩石单 位重 量 为 ２ Ｎ ｍ 。 ４ ｋ ／
面起 伏度 Ｒ （ ｉ） 根 据 Ｂ ｒｎ直 边 图法 （ １ 确 定 ｍｌ ， １ ａｔ ｏ 图 ）
第 ５期
们 加 ０Ｏ ０
０
００ ， ０ ０ ２ ４
日ｕ，５４ 旧碟 １ 仉 ３ ５ ４ ２ 贺金 明等 ： Ｏ ｌ营 ３ ２ 巴顿结构面抗剪强度公式在马 来西亚沐 ０ 若水电站 的运 用
现 场采用 回弹仪测定 了 ２ ２条 弱风 化裂 隙 和 １ ３条
对 于风化裂 隙 ， 可将 公式 （ ） 正如下 ： １修
＝ × ｔ ａｎ
（＋ＣｌＯＣ） （ 其 加权平 均数 作 为结 构 面 岩壁 计 算硬 度 。根据 Ｂ￣ｏ ． ｇ（Ｓ ２ ，Ｒｘ ｌＪ／ ） － ￣ ｏ ａ ｎ
式 中 ：—— 剪应 力 ； — 正应 力 ； — —新 鲜 岩体 基 ７ － ｏ— ｒ
本摩 擦 角 ；Ｒ —— 裂 隙 面 粗 糙 度 系 数 ；Ｃ — — 裂 隙 ＪＣ ＪＳ 岩壁 岩体 单轴抗 压强 度 。
根据 沐若 水 电站 岩 石物 理 力 学 试 验 成 果 ， 知 建 可
１ １ 计 算公 式 ． Ｂ ￣ ｎ提 出的结 构面抗 剪 强度计 算公 式如下 ： ａｏ
ｒ ： ｔ ａｎ
饱 和状态下单位 重量为 ２ Ｎ ｍ ， 风化状态下单 位重 ５ｋ ／ 强
量 为 ２ Ｎ ｍ ， ３ｋ ／ 坝基新鲜 岩体 基本摩擦角 ： ５６ 。 ３．。
１ ２ ２ 结 构 面粗 糙 度 Ｊ ．． ＲＣ的 确 定
色厚层一 巨厚层 砂岩 ， 岩石完 整性 好 ， 但岩 体 中缓 倾 角
， ６ ２ ）＋ ０×（／ ＝（ — ０ ２ ｒＲ） （） ３ 式中：， ——风化 裂隙岩壁岩体残余 摩擦角 ； ｒ 风 —— 化 岩体 回弹仪 数 ； —— 新鲜 岩体 回弹仪 数 。 巴顿对公 式 （ ） ２ 进一 步 的求解 ， 公式 如下 ：
×
（Ｃ ０ （ ） Ｊ ｇ ） ） Ｒ ｌ ０
由库 伦一 尔公 式求解 ， 式如 下 ¨ ： 摩 公 ｊ
Ｃ ＝丁一 ×ｔ ｑ ａ ￣ ｎ
（ ５ ）
（） ６
１ 计算原理
利用 回弹 仪 、 钢卷 尺 、 地质 罗盘 等工 具进 行 现场 试 验， 获取缓 倾角 硬性 结构 面 （ 即岩块 问呈 刚性接 触 的无 充填 的结 构面 ） Ｊ Ｓ值 、Ｒ 的 Ｃ Ｊ Ｃ值 ， 运用 Ｂ ｒ ｎ公 式 计 ａｏ ｔ 算缓 倾 角硬性 结构 面 的抗剪强 度值 。
新 鲜裂 隙的岩 壁硬 度 ， 每条 裂 隙测 ｌ ６～２ Ｏ组 数 据 ， 以
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２ ；改 回 日期 ：２ １ ０ ２— ６— ８ ０ ２—０ ８—１ ５
作者简介 ：贺金 明 （ ９２一） １８ ，男 ，助理工程师 ，地质工程专业 ，从事工程地质勘察工作 。Ｅ— ｉ：ｊ ｐｎｈ８ ＠１ ３ ｃｍ ｍａ ｉ ｅ ｇｅ２ ６ ．ｏ ｌ ｎ ｏ 边智华 、余美万等 ，马来西亚沐若水 电站岩体力学试验及勘探孔 物探测试报告 ，长江水利委员会长江科学 院，２ １ 。 ０ ０
中 图 分 类 号 ：Ｐ４ ；Ｔ ４ ２ ５２ Ｕ ５ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１７ —１ １ （０ ２ ０ ０ ４ ６ １ ２ １ ２ １ ）５— ５２—０ ３
０ 引言
沐若 水 电 站 坝 址 位 于 马来 西 亚 砂 捞 越 州 拉 让 河
其 中：
（ ＮａｇＲｖｒ 支 流 沐 若 河 （ ｕｕ ｉ ｒ 上 ， 体 为 Ｒ ｎ ｉｅ） Ｍ ｒｍ Ｒｖ ） 坝 ｅ 碾 压混 凝土重 力 坝 ， 设计 坝高 １１ｍ， 坝 岩体 主 要 为 ４ 建 第 三 系贝拉 加 （ ｅ ｇ） Ｐｌ ｕ ０亚段 （ 】 浅 灰 Ｂ ｌ ａ 组 ｅ ｇｓ１ ａ ａ Ｐ ）
１ ２ 计算 参数 的确 定 ． １ ２ １ 基本摩 擦 角 ．． 的确 定
坝基 岩体 主要为 Ｉ 、 ＩＩ ， Ｉ Ｖ类 根据沐 若水 电站岩 体物 理 力学试验成果 ｏ，ｅ ｇｓ１ Ｐ ｌ ｕ ０亚段 （ ， ｍ 新 鲜砂 岩 在 ａ Ｐ ）
。
此 方法仅 适用 于无 充 填 的 硬性 结 构 面 ， 一些 充 对 填 软弱 物质 的结 构面须 进行 专 门的直 剪试 验 。
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（） ４
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结 构 面发育 ， 为 呈 刚性 接 触 无 任何 充 填 的 硬 性 结 构 多 面 ， 了获 取其 抗 剪强 度 值 ， 场 对 ３ 为 现 ５条 缓 倾 角 硬 性 结构 面进 行试 验 、 分 析 。 计算
＝ｎＲ ｏＣ ） ｔ（Ｃｌ （Ｓ 一 ａＪ ｇ Ｊ ｘＩ ｏ￣
第２ ６卷 第 ５期顿 结 构 面 抗 剪 强 度 公 式 在 马 来 西 亚 沐 若 水 电 站 的 运 用
贺金 明 ，徐 明辉 ，马丹旋 ，曹 建
（． １ 长江三峡勘测研 究院有限公司， 湖北 武汉 ４ ０７ ３ ０４；２ 长江水利委员会 长江科学院， ． 湖北 武汉 ４ ０ １ ） ３０ ２
摘
要 ：利用回弹仪 测取 结构面的硬度 ，估 算其单 轴抗压 强度 ＪＳ Ｃ ；利 用钢卷 尺测算结 构 面的起 伏度 ，估
算其粗糙度 Ｊ Ｃ；运 用 Ｂ ｒ ｎ 出的结构面抗剪强度公 式计 算 出沐 若水电站建 坝岩体 中缓倾 角硬 性结构 面 Ｒ ａｏ 提 ｔ
的抗剪强度值。
关键词 ：缓倾 角硬性结构面 ；单轴抗压强度 ；粗糙度 ；基本摩擦 角；抗剪强度
现场 测定 ３ ５条 裂 隙 的轮 廓 曲线 长 度 Ｌ （ 及 裂 ｍ）
（ Ｊ ×ｇ（ ） （ 粗糙 度 Ｊ Ｃ， 结果 见表 １及表 ２ Ｒ ｌ０ １ Ｃ ｏ ） ｌ ） Ｒ 计算 。
坝 岩石单 位重 量 为 ２ Ｎ ｍ 。 ４ ｋ ／
面起 伏度 Ｒ （ ｉ） 根 据 Ｂ ｒｎ直 边 图法 （ １ 确 定 ｍｌ ， １ ａｔ ｏ 图 ）
第 ５期
们 加 ０Ｏ ０
０
００ ， ０ ０ ２ ４
日ｕ，５４ 旧碟 １ 仉 ３ ５ ４ ２ 贺金 明等 ： Ｏ ｌ营 ３ ２ 巴顿结构面抗剪强度公式在马 来西亚沐 ０ 若水电站 的运 用
现 场采用 回弹仪测定 了 ２ ２条 弱风 化裂 隙 和 １ ３条
对 于风化裂 隙 ， 可将 公式 （ ） 正如下 ： １修
＝ × ｔ ａｎ
（＋ＣｌＯＣ） （ 其 加权平 均数 作 为结 构 面 岩壁 计 算硬 度 。根据 Ｂ￣ｏ ． ｇ（Ｓ ２ ，Ｒｘ ｌＪ／ ） － ￣ ｏ ａ ｎ