岩体工程性质的统计岩体力学研究

本文扼要地介绍了统计岩体力学对岩体结构岩体变形性质及变形参数，强度特性及破坏概率的研究方法及有关结论，运用理论公式表述了众多地质因素对岩体工程性质的影响。     

公路地基岩体质量分级研究

进行地基稳定性评价,关键在于查明地基结构形态和计算参数的确定。现有的勘查方法确定了地基的形态;本文从岩体质量分级入手,并提供了丰富的表格,为方便快速地确定各项参数提供了一种思路。     

应用弹性波法评价岩体质量

近年来弹性波法在水电、交通、铁道等工程勘察中普遍开展,从应用单一的波速参数发展到现在的系列测试技术,尤以弹性波动力学参数的取得,使测试结果更全面地反映了工程岩体的特性。加之本技术具有快速、简便、经济、便于大面积测试等优点,因而受到愈来愈多的工程技术人员的重视和应用。     

海域岛礁桥梁地基岩体质量分级体系研究

跨海大桥由于受地形限制,桥基只能布设在单薄的海域岛礁上,而岛礁岩体质量及其边坡稳定将控制桥基型式及埋深。结合在建舟山大陆连岛工程西堠门大桥桥基所在的老虎山岛礁,针对其大跨度、高塔柱桥梁地基赋存的地质环境条件,综合考虑不同部位(即水上、水下及潮间带三个不同位置),提出以岩石力学性质、岩体结构类型、结构面发育特征(尤其是软弱结构面控制)、风化状况、地下水(受海水频繁潮涨潮落影响)等分级控制因素,并分别相应采用岩石单轴饱和抗压强度Rs、岩石质量指标RQD、岩体完整性系数Kv、风化程度系数KY及地下水影响修正系数U对上述分级控制因素进行量化,建立了反映海域岛礁岩体总体质量综合指数Z=Rs×RQD×Kv×KY+U,并相应得出不同级别岩体质量分级体系。     

岩体质量分级方法--CSMR法的修正及其应用

CSM R岩体质量分级方法是我国在RM R-SM R体系的基础上,引入高度修正系数和结构面条件修正系数而成,本文在阐述CSM R法应用的基础上,综合国内外对其修正的意见,提出修正的CSM R法,并通过大量的工程实例对修正的CSM R法进行校验,并回归出修正的CSM R法与RM R法的关系函数,结果表明修正后的岩体质量分级方法更适用于工程实际,可进一步推广。     

试验条件与岩体力学特性的相关性

通过对加载速率和围压效应的研究，分析了不同试验材料的粘弹性对加载速率和围压大小反应的差异性。为避免因加载速炫和围压范围选用水当，而导致测试结果出现因人而异的现象。文中述用稳态加载速率研究岩体力学特性的必要性。用三轴试验法研究岩体力学特性，围压条件的确定，要在满足岩体赋存环境的前提下，选择围压的上，下限。针对不同的破坏机理，选用不同的强度判据。研究抗剪强度，还应当注意试样剪破坏机理的同类性。     

西南某水电站坝基岩体质量分级研究

坝基岩体质量分级关系到大坝工程的安全性和经济性.通过对坝基岩体质量分级要素及各要素之间的联系进行研究,得出岩体分级各要素界限指标的对应值.在此基础上提出适用于本工程坝基岩体质量分级的单因素和双因素标准.并应用此标准对该坝基进行岩体质量分级.     

基于统计岩体力学的围岩分级调整以关山隧道为例

在浅埋工程开挖的围岩分级实践中,相关规范实用性很高,预测准确。然而,在大埋深高地应力条件下进行含节理岩体的隧道开挖时,围岩物理力学参数和结构会发生强烈的改变,不但围岩质量劣化,而且各向异性显著。在开挖引起的应力场剧烈变化下,围岩中新的裂隙会产生,在高地应力下闭合的结构面会重新张开并迅速发展,影响了岩体质量和稳定性,开挖前的围岩分级结果不再适用。因此,为了客观量化描述开挖后围岩质量的劣化,统计岩体力学理论充分考虑了开挖揭露的岩体结构面各项参数,并将结构面影响下的岩体各向异性特征纳入围岩分级评估之中进行围岩分级调整。为了进一步说明,本文结合大埋深高地应力下的关山隧道开挖工程,根据现场结构面的统计结果,运用统计岩体力学理论分析开挖后隧道围岩显著的各向异性,并最终给出符合开挖后现场围岩劣化情况的围岩分级调整建议。     

岩体质量分级的风险分析方法

提出了基于RMR岩体质量分级系统的岩体质量研究风险分析方法。该方法分析步骤如下 :(1)通过岩芯样品的现场观测和实验室试验获得分类所需的变量 ;(2 )统计分析拟合得出各变量的分布函数及参数 ;(3)运用Monte Carlo模拟方法获得 2万个RMR值 ,并将结果绘成岩体质量描述图 ;(4)利用以上结果作出岩体质量风险分析评价。该方法用于润扬长江公路大桥岩体质量评价研究获得良好效果     

建筑边坡岩体分类及其应用合理性研究

当前的建筑边坡岩体分类不含外倾软弱结构面控制的边坡和倾倒崩塌型破坏的边坡,把岩体完整程度、结构面结合程度、结构面产状、岩石坚硬程度和地下水发育程度作为分类因素。对这种分类及其应用存在的问题进行了分析。研究表明,这个分类在分类规律、分类对象、分类因素等方面均不合理,也没有实际意义,已有的关于岩体性状的通用分类和专用于边坡的单因素分类对于边坡工程已经够用。提出了取消专用于边坡的岩体综合分类的建议。     

基于支持向量机的岩体工程分级

提出了岩体工程分级的一种新方法,即支持向量机方法。该方法可以根据有限的学习样本,建立影响岩体级别的条件的因素和级别之间的一种非线性映射,可以对未知的岩体进行工程分级。结果表明,这种方法具有较高的准确率。     

岩体强度估算方法研究及应用

岩体强度问题在实际工程中是工程师关心的问题,由于受时间和经费的限制,难以进行大量现场原位试验,而其复杂性目前尚无破坏准则能较好满足实际要求。对于含有多组节理的岩体,结合收集的大量数据对国外基于节理化岩体强度估算经验公式进行了修正,从实测数据中拟合出弹性波波速与岩体强度的关系表达式,同时收集了国内外基于节理密度、岩体分类、弹性波的岩体强度估算公式,对这3种方法进行了对比研究,并应用于旧堡隧道,发现3种方法估算的强度值接近实际岩体强度,说明了在一定情况下岩体强度是可以粗略估计出来的。     

利用"岩体裂隙率"评价工程岩体的质量

本文提出用建立在岩体结构面网络三维模拟基础上的“岩体裂隙率”来表征岩体的质量。它可以用来衡量结构面的发育程度及岩体的完整性，评价岩体质量，用于工程岩体分类。     

岩体质量Q系统分类法及其应用

岩体质量分类Q系统(以下简称Q系统)是目前应用最广的岩体质量分类方法之一。该方法是1974年挪威的巴顿(Barton)等人建立起来的,并且在长期工程实践中进行过多次修正。论文详细介绍了巴顿于2002年最新修正后的Q系统,并成功应用于西南某水电站坝址区岩体质量分级研究中。最后与其他分级方法进行了对比分析,显示了很好的相关性。     

基于三维地层模型的岩体质量可视化分级

岩体质量分级是岩石力学学科研究的热点和难点,在水电工程建设中具有重要的实际意义。在对岩级分类方法进行大量研究之后,工程人员对岩级结果的表达有了更高的要求,传统的方式已不能满足人们空间分析的需要,研究岩体质量可视化分级十分必要。首先,利用NURBS工具以一种新的数据结构和方法重建三维地层模型,然后,基于岩体质量分级结果,按照空间图形集合运算算法生成相应的三维岩级模型。将上述理论方法应用到锦屏一级水电工程岩体质量分级评价中,并进行了一系列与工程相关的岩级可视化分析,获得了很好的应用效果。     

国标岩体质量分级的简化方法

我国现行的《工程岩体分级标准》GB 50218-94在确定岩体基本质量指标BQ时较繁琐,为此将BQ公式和规范条文表格制成曲线图,根据岩石的单轴饱和抗压强度和岩体完整性系数,由曲线图可以方便地确定BQ和质量等级。为了便于在施工中确定岩体强度等多种物理力学指标,还编制了BQ与指标的关系图表。通过在工程实例中的应用,证明上述图表简单实用。     

三维岩体质量的多重分形评价及分类

岩体中结构面的存在往往会对岩体质量造成显著影响。笔者剖析了传统岩体质量指标的不足,以白云鄂博铁矿主矿边坡岩体为例,在工程地质测绘的基础上,利用蒙特卡洛（Monte Carlo）法仿真出三维岩体结构网络图,从多重分形几何的角度出发,计算和绘制出其表征岩体结构分布和复杂性的多重分形谱,对岩体质量作出定性评价和定量分析,并且进行了岩体质量的多重分形分类。     

地应力与岩石弹性模量关系试验研究

在北京某深孔原岩应力测量和原岩应力测量段同等深度单轴及不同围压下的三轴岩石力学试验的基础上,结合统计的钻孔岩体结构参数,分析了原岩应力测量段深度处修正前、后的岩石弹性模量,进而探讨了地应力与岩石弹性模量间关系。结果表明,在花岗岩中,主应力大小与修正前、后的岩石弹性模量间均呈正相关关系,而在灰岩中,主应力大小与修正前、后岩石弹性模量间的关系不明确,需要进一步研究;在花岗岩中,主应力大小与修正后的岩石弹性模量间的相关性系数高于主应力大小与修正前的岩石弹性模量间的相关性系数;各向同性高的岩体（如花岗岩）,实测地应力大小与岩石力学试验结果相关性好,而各向异性大的岩体（如沉积岩）,实测地应力大小与岩石力学试验结果相关性较差     

软弱围岩隧道取消系统锚杆的现场试验研究

在软弱围岩隧道中,提出初期支护结构由钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚杆+纵向连接筋组成,即取消系统锚杆用钢架联结处的锁脚锚杆代替。以包家山隧道为依托工程,采用现场试验的方法,选取2个试验段,进行锁脚锚杆取代系统锚杆后,有、无拱部锚杆的对比试验研究。对比试验的内容包括：隧道初期支护的净空收敛、围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、锚杆轴力和纵向连接筋应力等。研究结果表明：2个试验段初期支护变形趋于稳定,结构受力安全,说明取消系统锚杆不影响初期支护结构的安全与稳定;拱部锚杆有受拉,也有受压,但受力都不大,最大拉应力仅为钢材极限强度的11.8%,其支护作用不明显;锁脚锚杆大部分受拉,最大值达到191 MPa,钢架支护作用明显,在支护体系中发挥着重要作用。取消系统锚杆减少了施工工序,降低了工程造价,缩短了工序循环时间,有利于及早封闭围岩以形成完整的支护结构。经济价值和社会效益显著。