《巖石力學(xué)》課程論文

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2、x學(xué)號姓名土木工程與建設(shè)管巖體的強(qiáng)度在檢測中的應(yīng)用摘要：隨著地球板塊的運動越來越劇烈，地震等多種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，人們清晰地認(rèn)識到巖體強(qiáng)度的重要性。故此，巖體強(qiáng)度的確定方法尤其重要。本文介紹試驗確定法以及及估算法。關(guān)鍵字：試驗確定法；估算法；巖體強(qiáng)度引言目前在巖右力學(xué)與工程領(lǐng)域中廣泛采用了數(shù)值模擬技術(shù)，但是在進(jìn)行數(shù)值模擬時遇到的最主要的困難Z—就是如何

3、準(zhǔn)確地確定巖體強(qiáng)度參數(shù)以開展模擬計算。公認(rèn)比較準(zhǔn)確的僅限于室內(nèi)巖石力學(xué)試驗參數(shù)，同時現(xiàn)場巖體原位試驗成本都十分昂貴，因此尋找適合的巖體強(qiáng)度估算方法就成為擺在眾多研究人員面前的一個問題。1巖體強(qiáng)度的確定方法1.試驗的確定法(-)巖體單軸抗壓強(qiáng)度的測定切割成的試件。在擬加壓的試件表面抹一層水泥砂漿，將表面抹平，并在其上放置方木和工字鋼組成的墊層，以便把千斤頂施加的荷載經(jīng)墊層均勻傳給試體。根據(jù)試體受載截面積，計算巖體的單軸抗壓強(qiáng)度。(-)巖體的抗剪強(qiáng)度的測定一般采用雙千斤頂法：一個垂直千斤頂施加的正壓力，另一個千斤

4、頂施加的橫推力。為使剪切面上不產(chǎn)生力矩效應(yīng)，合力通過剪切面屮心，使其接近于純剪切破壞,另外一個千斤頂成傾斜布置。一般采取傾角a=15°o試驗時，每組試體應(yīng)有5個以上，剪切而上應(yīng)力按式(1-1)計算。然后根據(jù)廠、b繪制巖體的強(qiáng)度曲線。P+Tsinaa=（三）巖體三軸壓縮強(qiáng)度試驗地下工程的受力狀態(tài)是思維的，所以做三軸力學(xué)試驗非常重要。但由于現(xiàn)場原位三軸力學(xué)實驗在技術(shù)上很復(fù)雜，只在非常必要時才進(jìn)行?，F(xiàn)場巖體三軸試驗裝置，用千斤頂施加軸向荷載，用壓力枕施加圍壓荷載。根據(jù)圍壓情況可分為等圍壓三軸試驗（6=6）和真三軸試

5、驗（°〉6〉6）。研究表明，中間主應(yīng)力在巖體強(qiáng)度中起重要作用，再多節(jié)理的巖休中尤為重要。因此，真三軸試驗越來越受重視。而等圍壓三軸試驗的實用性更強(qiáng)。2.經(jīng)驗的估算法（一）準(zhǔn)巖體強(qiáng)度這種方法實質(zhì)是用某種簡單-的試驗指標(biāo)來修正巖塊強(qiáng)度作為巖體強(qiáng)度的佔算值。節(jié)理，裂隙等結(jié)構(gòu)面是影響巖體強(qiáng)度的主要因素，其分布情況可通過彈性波傳播來查明。彈性波穿過巖體時，遇到裂隙便發(fā)生繞射或被吸收，傳播速度將冇所降低。裂隙越多，波速降低越大，小尺寸試件含裂隙少，傳播速度大。因此根據(jù)彈性波在巖石試塊和巖體中的傳播速度比，可判斷巖體中裂隙

6、發(fā)育程度。稱此比值的平方為巖體完整性（龜裂）系數(shù)，以K表示。（二）Hoek-Brown經(jīng)驗方程1）Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則的發(fā)展歷史最初的Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則是HoekE在專著《升石地下工程（UndergroundExcavationsinRock,1980）一書中發(fā)展起來的。當(dāng)時在設(shè)計地下巖右開挖工程時需要輸入一些參數(shù)，這就要求提供一個準(zhǔn)則來估算巖體強(qiáng)度。HoekE和BrownET在分析Giffith理論和修正的Griffith理論的基礎(chǔ)上，憑借自己在巖石力學(xué)方面深厚的理論功底和豐富的實踐經(jīng)驗，

7、通過對大量巖石三軸試驗資料和巖體現(xiàn)場試驗成果的統(tǒng)計分析，用試錯法導(dǎo)出的巖塊和巖體破壞時極限主應(yīng)力之間的關(guān)系式（2-1）,即為Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則，也稱為狹義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則。Hoek,Brown最為突岀的貢獻(xiàn)是將數(shù)學(xué)公式與地質(zhì)描述聯(lián)系到了一起。起初使用的Bieniawski巖體分級系統(tǒng)（RMR法）、后來使用的地質(zhì)強(qiáng)度指數(shù)法（GSI法）、隨后發(fā)展完善的Hoek-Brown準(zhǔn)則都使用了GSI系統(tǒng)。(2-1)b]=6+(m込。3+sT=Aac(afl-al)/aJ2）新Hoek-Brown強(qiáng)度

8、準(zhǔn)則及巖體強(qiáng)度估算方法在Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則2002年的版木中，廣義強(qiáng)度準(zhǔn)則的形式?jīng)]有發(fā)生改變，但是與巖體質(zhì)量有關(guān)的mss,A有了很大的變化（式2-2）5=6+忑0厲空+$)"5GS/=100=m-exp28-14DGS/-1009—3D心+扣5_嚴(yán)）3）工程應(yīng)用某一級水電站工程建設(shè)位于新疆維吾爾自治區(qū)北部天山西段，伊犁哈薩克自治州東北腹地。該水電工程處于犬山緯向構(gòu)造帶酋部的喀什河凹陷中部，工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造十分發(fā)育，屬于強(qiáng)地質(zhì)構(gòu)造帶，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。該水電樞紐工程包括人壩、庫岸邊坡和深部洞室群等，

9、在工程設(shè)計屮需要對巖體強(qiáng)度進(jìn)行估算分析，以進(jìn)行數(shù)值計算和數(shù)值模擬來分析水電站樞紐工程的穩(wěn)定性。在此利用最新的Hoek-Brown對壩址區(qū)高邊坡和深部洞室群的巖體強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行估算分析。壩址區(qū)邊坡高度一般為80~200m,出露的巖性為凝灰?guī)r及安山巖，其中凝灰?guī)r分布最為廣泛，而安山巖局部呈脈狀產(chǎn)出，凝灰?guī)r巖體強(qiáng)度較高，屬硬質(zhì)巖，抗風(fēng)化能力強(qiáng),壩址強(qiáng)風(fēng)化層厚:T5m,順斷層帶吋可達(dá)10?20m,強(qiáng)風(fēng)化帶巖體