基于尺寸效應(yīng)的邊坡巖體力學(xué)參數(shù)確定方法研究.pdf

1、巖體是由完整巖石與結(jié)構(gòu)面共同組成的綜合體。巖體的力學(xué)性質(zhì)主取決于完整巖石的力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)，但并不等于兩者的簡單疊加。結(jié)構(gòu)面的存在破壞了巖體的連續(xù)性和完整性，盡管國內(nèi)外學(xué)者從理論推導(dǎo)、經(jīng)驗總結(jié)、室內(nèi)外試驗、模型試驗及數(shù)值模擬等多個角度均有過詳細研究，但是應(yīng)用現(xiàn)有的各種計算方法確定復(fù)雜節(jié)理巖體的強度，其結(jié)果仍不太理想，目前，還難以對工程巖體強度的進行準(zhǔn)確把握。
　　 巖體結(jié)構(gòu)面及巖石材料內(nèi)部缺陷的存在使巖體存在尺寸效應(yīng)問

2、題，實際上對尺寸效應(yīng)的研究過程中，更多集中在不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)試件上，但這種標(biāo)準(zhǔn)試件與實際的工程巖體存在很大差異，該方法獲得的研究結(jié)果并不能在工程中得到廣泛的應(yīng)用。采用尺寸效應(yīng)中表征單元體與分形理論相結(jié)合的方法確定邊坡巖體力學(xué)參數(shù)為一條很好的新途徑。先對邊坡進行現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，然后采用分形理論推導(dǎo)計算獲得巖體表征單元體的大小，再對表征單元體采用細觀損傷力學(xué)或數(shù)值模擬計算即可獲得我們所需的邊坡巖體參數(shù)。該方法的核心就是對表征單元體大小的確定上，

3、通過獲得邊坡巖體的表征單元體的大小，就可以更加快速準(zhǔn)確的得到巖體參數(shù)值。
　　 本文開展的研究工作主要包括以下方面:
　　 (1)對巖體結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)的描述，測量，及概率分布等特性做系統(tǒng)的總結(jié)和整理，并采用邊坡滑移拉裂和滑移彎曲兩種典型破壞模式，得到了邊坡高度對邊坡穩(wěn)定性的影響，同時，根據(jù)野外對邊坡結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計，在BQ指標(biāo)分級的基礎(chǔ)上，對邊坡巖體質(zhì)量分級進行了坡高和結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與坡面關(guān)系的修正;
　　 (2)根據(jù)尺寸

4、效應(yīng)試驗研究成果及尺寸效應(yīng)與REV之間的關(guān)系，結(jié)合數(shù)值模擬的結(jié)果，分析了巖石（體）尺寸效應(yīng)機理;
　　 (3)邊坡巖體結(jié)構(gòu)面跡長存在分形這一特性，采用分形的自相似性結(jié)合巖體尺寸效應(yīng)特征得到了確定表征單元體REV尺寸的公式，提出了采用數(shù)值模擬分析法和細觀損傷力學(xué)獲取巖體力學(xué)參數(shù)的方法;
　　 (4)在對邊坡結(jié)構(gòu)面幾何參數(shù)準(zhǔn)確調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用Monte-Carlo方法生成了邊坡巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)，并對不同尺寸的巖體進行數(shù)值模擬