岩体强度和力学参数.ppt
1 1 2 2 1 1 3sin 2 2
1 3 1 3cos 2
或改写成 整理得
m m cos 2 其中 m sin 2
2 C 2 tan j 3
式中
m
1 2
1
1
3
3
,
m
1 2
裂隙岩体的霍克-布朗强度准则
霍克与布朗根据大量现场岩体强度实验资料分析结果在强度 准则基础上,修改与完善,形成的可用于裂隙化岩体的经验 性强度准则。 a
3 准则表述: m S 1 3 c b c 式中 -岩块的单轴抗压强度
c
参数S,a最好通过原位试验确定,无法进行原位试验时,三个 强度参数可用以下公式计算确定。
单位体积岩体中所含有的结构面个数(个/ m J-v
3
Nx, Ny , Nz --互相正交的三条测线上节理的条数
岩体表面状况(SCR)评分值
岩体表面状况(SCR)取决于岩面的粗糙程度,风化程度及节 理充填情况这三个因素的评分值之和
SCR R R R r W f
Rr , Rw, Rf
评分值
--分别为粗糙程度,风化程度及节理充填情况
岩体强度和力学参数确定方法探讨
王广领 141172039
目前岩体力学参数确定方法
①1)工程地质类比法
②这个方法是目前工程界中较为普遍采用的方法。各种岩石分级法属于此类。 通常根据本区存在的滑坡或处于稳定状态的边(滑)坡情况,确定本区的稳定 坡角,然后用于工程设计。另一方面是将研究区的情况与已建工程的地质条 件进行类比,根据已建工程的类似情况下采用的参数来确定所研究的工程应 该采用的参数。
mb , S, a
--岩体力学参数
GSI根据岩体所处的地质环境、岩体结构特性和表面特性来确 定。但以往在岩体结构的描述或岩体结构的形态描述中缺乏 定量化, 难以准确确定岩体的 GSI 值。为使其描述定量化 , 引入岩体质量 RMR 分级法定量确定岩体质量等级。根据 Z. T. Bieniawski研究认为 , 修正后的 RMR 指标值与 GSI 值 具有等效关系, 确定修正后的 RMR 指标值, 即得出 GSI值。 RMR 分级方法是采用多因素得分, 然后求其代数和 (RMR 值 ) 来评价岩体质量。参与评分的 6 因素 : 岩石单轴抗压强度 ; 岩石质量指标 RQD; 节理间距; 节理性状; 地下水状态; 节 理产状与巷道轴线的关系。在 1989年的修正版中, 不但对评 分标准进行了修正 , 而且对第 4项因素进行了详细分解 , 即 节理性状包括 : 节理长度 ; 间隙 ; 粗糙度 ; 充填物性质和 厚度; 风化程度。 实际应用中应在现场工程地质调查的基 础上, 进行岩体质量指标 RMR 的分析与评价 , 需结合矿区 实际, 在确定优势结构面组后 , 再根据结构面产状与巷道轴 线的关系来确定岩体 RMR 分级节理方向的修正值, 得出岩体 RMR 评分值 , 确定岩体质量等级。( 参 考 盛 佳 和 李 向 东 基 于 Hoek- Brown强度准则的岩体力学参数确定方法)
1 3 1 tan cot sin 2
或者
1 1 cos 2 sec 1
2 C jcot
若不连续面的力学参数 C 和 不变,那么1 - 3 和 j 为 , ; , 1 3 1 3 2
3 1
关系
这说明在上述两种情况下,不会发生沿不连续面的滑移,因此, 当 时,才可能出现沿不连续面剪坏的情形。
2
3 0 1 由 得 此时岩体的 4 2 1 强度最小为 2 Cj 3 tan 1 3 2 tan 1tan 2
⑥4)实验强度折减法
⑦参考文献;岩体力学参数确定方法探讨(刘丰收 侯清波 温秋生)
岩体强度确定方法
岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。 抗压强度: 主要讨论 岩体强度 抗剪强度:
抗拉强度:对裂隙岩体抗拉能力很小且测试技术 难度大,故研究较少 岩体由岩块和结构面组成的地质体强度受岩块和结构面强度 及其组合方式(岩体结构)的控制。一般情况下,岩体强度不 同于岩块强度,若岩体中结构面不发育,呈完整结构;则岩 体强度大致等于岩块的强度,若岩体将沿某一结构面滑动时,
③2)Hoek—brown判据
④3)正分析法和反分析法
⑤正分析法主要包括数值模拟法、模型试验法和断裂损伤力学方法等,反分 析法是利用实测的位移或根据研究对象所处的稳定状态,特别是处于极限稳 定状态的边坡和已经存在的古滑坡,假设其稳定性系数,采用各种计算方法 反算岩石的力学指标和变形参数。反分析法在岩土工程行业得到了广泛的应 用。
求出岩体结构评分值和表面状况评分值就可从表中查出GSI值
霍克(2002)也对GSI进行细化,提出确定不同岩体 GSItrength Index)为地质强度指标,反映各 种地址条件对岩体强度削弱程度的一个参数,取值从0(极差 岩)到100(完整岩体)可以根据岩体结构特征和岩体表面状 况从表中直接读取。 当GSI>25时(非扰动岩体)
则岩体强度完全受该结构面强度的控制。 重点研究被各种节理、裂隙切割的裂隙(节理化)岩体强度 的确定问题
含有一个不连续面岩体的强度
若岩体中只含有一个不连续面,显然这种岩体的强度取决于 是否沿该不连续面发生剪切滑移,此时作用在不连续面上的 剪应力应满足库仑准则:
C tan j
对于平面问题,滑动面上的法向应力和剪切应力可用最大、 最小主应力 1 和 3 表示,及
GSI指标定量化第二种确定方法
Sonmez(1999)提出,即把岩体结构和表面状况进行定量化。
岩体结构评分值SR(Structure rating)是单位岩体中所含有 的结构面个数 的函数 J
v
Nx Ny Nz Jv L Ly L x z
Lx , Ly , Lz--互相正交的三条测线的长度