VJC-RMR法在岩体变形模量确定中的应用

在介绍VJC-RMR法 ( Volumetric joint count-rock mechanics rating method )基本原理的基础上,对贵阳市鱼简河水库坝基岩体进行了质量评价和变形模量确定,并与原位试验法、Q法 (Rock mass quality) 和岩体损伤的分形模型(Fractional model of rock mass damage)进行了比较。结果表明,VJC-RMR法能够将一维问题转化为三维问题,更好地反映岩体的实际情况,是进行岩体质量评价和参数确定较好的一种方法。     

应用RMi法估算岩体变形模量

RMR法与Q法是国内外八、九十年代岩体质量和参数估算的常用方法,然而RMR法和Q法对质量较差的岩体不太实用,而RMi法是一种既适用于软岩又适用于硬岩的岩体质量评价和参数估算方法。本文在介绍RMi法基本原理的基础上,对贵州省鱼简河水库坝基岩体变形模量进行确定。     

基于Hoek—Diederichs公式的岩体变形模量估算

工程岩体的变形模量估算的Hoek—Diederichs经验公式是根据中国(包括台湾)大量的现场试验数据拟合获得的。通过对该经验公式的简要介绍,结合溪洛渡坝基的测试成果,详细地讨论了扰动因子的取值问题,并运用该经验公式对坝基岩体变形模量进行了估算。最后,将基于经验公式的估算结果与现场试验成果进行对比分析,发现Hoek—Diederichs经验公式具有较好的适用性。     

基于三维结构面网络模拟的岩体变形模量确定方法

变形模量作为表征岩体变形特征的重要参数,是岩体工程设计的基础力学参数之一。在综合前人研究的基础上提出了基于三维结构面网络模拟确定岩体变形模量的方法,编制了三维结构面网络模拟及计算RQD值的程序。以西南山区某水电站坝址区岩体为实例,在概率统计各组优势结构面几何要素分布形式的基础上,采用Monte Carlo法生成三维结构面网络模型,据此获得岩体三维RQD值,利用RMR法进行质量评价和变形模量的确定,并与钻孔资料统计法和原位试验结果进行对比分析。结果表明：基于钻孔资料统计的估算结果与原位试验相对误差达31.62%,且其估算值偏低;基于三维结构面网络模拟的估算结果与原位试验相对误差仅为2.56%,估算结果精度较高。该方法考虑了岩体质量的空间各向异性,对岩体的质量评价和参数确定更为合理,研究成果为该工程的优化设计提供了合理的计算参数。     

岩体经验强度准则估算岩基强度参数和变形模量的方法

本文结合岩体CSIR和NGI分类体系,介绍了由岩体经验强度准则和岩体分类指标RMR和Q估算地基岩体强度参数和变形模量的方法,从而为快速、经济地进行岩基设计提供了重要途径。     

用渗透性随深度变化规律确定大尺度岩体变形模量

采用渗流场-应力场耦合的观点,用表征渗透性的单位吸水量数据,反求了岩体宏观力学参数——岩体变形模量。裂隙岩体的渗透性大小是裂隙宽度的函数,而岩体不同深度的裂隙宽度由应力大小和变形模量决定,因此可以通过裂隙宽度把渗透性参数和岩体力学参数结合起来。以小浪底水库左岸砂泥岩裂隙岩体T41地层为实例研究表明,该方法求得的岩体变形模量符合随着应力增大而增加这一规律,也符合风化岩体变形模量相对较小这一规律,并且数量级与收集到的相近岩体的变形模量一致,因此所求结果是可靠的。     

岩体变形模量的尺寸效应

岩土工程中,现场岩体的承压板试验和变形试验可看作是不同尺寸岩体的变形试验。在某工程的现场岩石力学试验中,对同一组试点的岩体先后进行了承压板变形试验和承载力试验,研究了岩体变形模量的尺寸效应,结果表明,岩体变形模量主要受岩体中的裂隙发育状况控制,当岩体质量较好时,可以由承载力试验曲线来确定岩体的变形特性,这一做法具有一举两得的效果。     

岩体波速与坝基岩体变形模量关系

岩体变形模量是岩体工程设计最重要的参数之一,尽管其可以通过各种现场试验来获得,但因其耗时、费力、投资大,使得许多中小型工程及大型工程的初步设计阶段无法通过试验来得到这一参数。因此,许多研究者建立了诸多岩体变形模量与岩体物理力学参数或岩体质量分级之间的相关关系,如岩体变形模量与RQD、RMR分级、Q分级、岩体纵波速度等之间的关系,从而利用这些关系估算岩体变形模量。总结了已有估算岩体变形模量的各种方法,讨论了其应用条件及预测结果,重点分析了利用岩体纵波速度估算岩体变形模量的方法及存在的问题,并以玛尔挡坝址为实例,建立了相关预测公式。通过与已有估算方法的对比研究,阐明了各种方法预测结果的异同,表明其建立的估算公式与Barton等公式具有较好的一致性,可以用来估算岩体的变形模量     

利用RQD对岩体完整质量评价的操作方法

岩石质量指标（RQD）是表示岩石完整性的一种指标。也是评价岩石质量的一个重要指标,利用RQD指标能达到客观准确的评价岩石质量的目的。     

RQD应用与研究的回顾与展望

RQD是评价裂隙岩体质量的重要参数,它在岩体工程中被广泛采用,但经过长期的理论和实践工程师们认识到了RQD自身所存在的缺点和不足,并将RQD的缺点和不足总结为5点。但RQD仍然具有很强的生命力,从5个方面总结了近半个世纪以来人们对RQD的不断探索和研究的进程,并进一步指出了对RQD的拓宽和改进的主要研究方法和发展方向。     

Estimation of the rock mass deformation modulus using a rock classification system

It is often difficult to directly obtain specific design parameters of interest. In these situations, estimation based on empirical correlations is an alternative. The deformation modulus of a rock mass, which is important to know for engineering projects, is measured by in situ tests, such as plate bearing, flat jack, pressure chamber, borehole jacking and dilatometer tests. Nevertheless, these in situ tests are expensive, time consuming and sometimes even impossible. Many attempts have been made to estimate the E modulus using easy-to-obtain parameters of a rock mass. This paper reviews previous studies and the equations that have been developed. In addition, this study presents a new relation developed using a database of 82 dilatometer test results gathered from two dam sites and a tunnel site. Statistical analyses were performed to correlate accessible rock parameters with measured E modulus values from in situ tests. Knowing that discontinuity characteristics and the strength of rock materials are the most important contributors to rock deformability, the focus was on identifying parameters that are affected by the mentioned properties. Among the tested parameters, RMR (Rock Mass Rating) showed the best correlation with the E modulus. Statistical analyses resulted in a new empirical equation that has an acceptable estimation ability.     

裂隙岩体岩石质量指标(RQD)的空间变化特征

岩石质量指标(RQD)是评价岩体破碎程度的一个重要参数,但在RQD的应用过程中往往忽略测线长度和测线方向的影响,给岩体质量的评价造成一定的误差。笔者通过从野外岩石露头这个二维平面上得到的RQD或节理参数,推导得到在三维空间中任意方向测线的RQD,进而研究RQD随测线方向的变化规律。结果表明,RQD不但在平面上具有各向异性,在空间也具有各向异性。笔者提出了假定测线起于节理的N-A RQD计算模型,使理论论证更加严密。此外,利用蒙特卡罗模拟产生随机值代表节理间距,随机值服从负指数分布的参数不同代表节理发育的密集程度不同,通过T-T、N-A、A-A和A-A-S 4种RQD计算模型来研究RQD均值及标准差随测线长度的变化规律,可以得出：测线越长,所得RQD值越精确;测线较短时,A-A-S模型所得的RQD值与其他3种模型相比更精确;布置较长的测线在节理较发育的地方可获得更可信的RQD值。     

基于空间插值的工程岩体RQD预测方法

作为工程实际中评价岩体性质的重要指标,RQD的应用已相当广泛。但工程岩体中RQD值的分布存在一定的结构性和随机性,因此,通过对特定位置钻探获取的RQD值无法很到位地表达整个空间区域的实际岩石质量。为了弥补这方面的不足,统计学中的空间插值法为此提供了有力的手段。考虑到空间RQD分布存在各向异性,以及在工程坐标系中很难描述RQD分布的结构性,首先计算工程坐标系下已获取RQD值的主要黑塞方向（pHd）;然后构建空间旋转与比例缩放矩阵对其进行坐标标准化处理。在标准化的空间中,引入Kriging插值法,采用变异函数描述RQD在标准空间结构上的变化,建立其空间变异规律的数学模型,并对其进行插值计算;最后将标准空间进行坐标逆变换,实现了对工程坐标系下RQD分布的预测。利用R语言编程将该方法应用于工程实例,结果表明,这种空间插值法能够有效地预测工程岩体中RQD值的分布规律,弥补了局部钻探的局限性。     

Estimation of statistical parameters for censored lognormal hydraulic conductivity measurements

Field tests of hydraulic conductivity (e.g., injection test, pumping test, etc.) in low permeability formations are subject to censoring due to the detection limit of the instruments used. An iterative method of estimating the mean and variance of hydraulic conductivity data with a presumed log-normal distribution function is presented. This method accounts for the data that are actually below the lower detection limit (called truncated data) and thus gives distribution parameters that are more representative for the underlying distribution. The proposed method is then tested on two simulated normally distributed random datasets having different variances. The results show that the means and variances estimated by the proposed method are very accurate. Finally, the method is used to estimate the mean and variance of hydraulic conductivity data from single hole water injection tests in a fractured geological formation.     

Estimation of the hydraulic conductivity of soils improved with vertical drains

In this study, some limitations associated with modeling the hydraulic conductivity of soil improved with vertical drains are discussed. In addition, some limitations of conventional methodologies for deducing the hydraulic conductivity from oedometer or Rowe cell tests are investigated. An alternative approach for estimating the hydraulic conductivity in soils improved by vertical drains is discussed. This methodology will allow for simpler finite element modeling of consolidation due to vertical drains. The effectiveness of this technique has been demonstrated using a field study.