層狀巖體力學參數(shù)的狀態(tài)相關性研究.pdf

1、如何合理確定巖體力學參數(shù)一直是巖體力學領域及工程建設中的重要研究課題。巖體力學參數(shù)的取值不僅與完整巖塊的材料性質(zhì)有關，還與工程巖體所處的狀態(tài)緊密相聯(lián)。本文在巖體力學參數(shù)數(shù)值試驗模型辨識的基礎上，通過大量巖體數(shù)值試驗，研究了巖體結構特征、應力狀態(tài)、孔隙水壓力等因素對層狀巖體變形模量、抗剪斷強度參數(shù)的影響。論文的主要研究工作及成果如下:
　　 1)回顧了巖體力學參數(shù)的確定方法及狀態(tài)相關性研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀，總結和分析了影響巖體力學參數(shù)

2、的狀態(tài)因素和研究方法，提出了采用數(shù)值仿真手段研究巖體結構形態(tài)特征、應力狀態(tài)、孔隙水壓力等因素對層狀巖體力學參數(shù)取值的影響。在此基礎上，以淋溪河水電站壩址區(qū)部分巖體剛性承壓板試驗和現(xiàn)場直剪試驗結果為依據(jù)，運用計算機模擬技術對其進行數(shù)值仿真試驗，通過物理試驗和數(shù)值試驗結果的對比分析，說明了以上兩種巖體力學試驗的模擬方法是可行的。
　　 2)基于大量剛性承壓板數(shù)值試驗和現(xiàn)場直剪數(shù)值試驗，研究了巖體結構特征對層狀巖體力學參數(shù)的影響規(guī)律。

3、通過對承壓板數(shù)值試驗中各類巖體鉛直位移等值線的分布及試驗結果進行分析發(fā)現(xiàn)，層狀巖體變形特征具有明顯的結構效應，結構面傾角、間距、剛度對巖體變形模量的影響是相互影響的。同時，為進一步探究結構特征對層狀巖體變形模量的影響，采用解析法對同類層狀巖體的變形模量進行了研究，得到的成果與數(shù)值試驗法基本相同。通過模擬結構面產(chǎn)狀不同的層狀巖體現(xiàn)場直剪試驗，采用莫爾-庫倫準則對試驗數(shù)據(jù)進行整理，探究了層狀巖體抗剪斷強度參數(shù)的結構面產(chǎn)狀效應。
　　

4、 3)通過模擬不同初始應力大小下的層狀巖體現(xiàn)場承壓板試驗，探討了初始應力對層狀巖體變形模量的影響。在側壓力系數(shù)為0.5的應力環(huán)境下，層狀巖體變形模量會隨著初始應力的增加而變大，但當初始應力增至某一特定值時，層狀巖體變形模量的變化特征會因結構面傾角的不同而出現(xiàn)較大差異。通過模擬初始應力水平不同的層狀巖體現(xiàn)場直剪數(shù)值試驗，研究了初始應力大小對層狀巖體抗剪斷強度參數(shù)的影響。在側壓力系數(shù)為0.5的應力環(huán)境下，隨著初始應力的增大，除傾角0°的層狀

5、巖體抗剪斷強度參數(shù)保持不變外，其他傾角層狀巖體粘聚力呈線性增加但內(nèi)摩擦角基本保持不變?；谕悓訝顜r體的現(xiàn)場直剪、室內(nèi)直剪、三軸壓縮等數(shù)值試驗結果，闡明了巖體加載狀態(tài)對層狀巖體抗剪斷強度參數(shù)的影響。由于同類巖體在不同試驗方法中的加載狀態(tài)及變形破壞機制均不同，其所得抗剪斷強度參數(shù)值存在較大差異。
　　 4)通過模擬含不同孔隙水壓力的層狀巖體現(xiàn)場承壓板試驗和現(xiàn)場直剪試驗，探究了孔隙水壓力對層狀巖體力學參數(shù)的影響規(guī)律。研究成果表明:層