補(bǔ)充巖體結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)特性.ppt

4巖體結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)特性 4.1 巖體的結(jié)構(gòu)特征 巖體的基本概念：巖體通常指工程影響范圍內(nèi)的地質(zhì)體，它由處于一定應(yīng)力狀態(tài)、被各種結(jié)構(gòu)面切割的巖石所組成。 巖體(rock mass)結(jié)構(gòu)面(discontinuities)+巖石(rocks) 工程巖體：地基巖體、邊坡巖體、地下洞室圍巖 結(jié)構(gòu)面：指巖體中具有一定方向、力學(xué)特性相對(duì)較差、兩向延伸（或具有一定厚度）的各種地質(zhì)界面的總稱。由于中斷了巖體的連續(xù)性，故又稱不連續(xù)面，如層面、節(jié)理、斷層、軟弱夾層等。,4.1.1 結(jié)構(gòu)面的成因類型 原生結(jié)構(gòu)面：巖石成巖過(guò)程中形成的結(jié)構(gòu)面。 沉積結(jié)構(gòu)面：層理、層面、沉積不整合面、沉積軟弱夾層。 火成結(jié)構(gòu)面：巖漿侵入、噴溢及冷凝過(guò)程中形成的結(jié)構(gòu)面。 變質(zhì)結(jié)構(gòu)面：包括殘余的變余結(jié)構(gòu)面和變成的重結(jié)晶結(jié)構(gòu)面。 次生結(jié)構(gòu)面 內(nèi)動(dòng)力成因型結(jié)構(gòu)面（構(gòu)造結(jié)構(gòu)面）：受構(gòu)造應(yīng)力作用。 外動(dòng)力成因型結(jié)構(gòu)面（表生結(jié)構(gòu)面）：如卸荷裂隙（長(zhǎng)江鏈子崖危巖體）、泥化夾層及表生夾泥。,4.1.2 結(jié)構(gòu)面的特征 1978年ISRM實(shí)驗(yàn)室和野外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的巖體不連續(xù)面定量描述的建議方法 方位：結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀（走向、傾向、傾角） 間距：反映巖體完整程度和塊體大小 延續(xù)性：反映結(jié)構(gòu)面的連通率 粗糙度：反映結(jié)構(gòu)面的起伏狀況 結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺趶?qiáng)度：反映結(jié)構(gòu)面受風(fēng)化影響的程度 張開度：又稱隙寬，即裂隙的寬度 充填物：不同物質(zhì)充填對(duì)力學(xué)特性有顯著影響 滲流：反映地下水的活動(dòng)狀況 節(jié)理組數(shù)：反映巖體被切割的狀況 塊體大?。嚎捎脡K度和體積節(jié)理數(shù)反映,4.1.3 軟弱夾層 基本定義：軟弱夾層（尤其是泥化夾層）是巖體中非常軟弱的結(jié)構(gòu)面，是壩基巖體、邊坡巖體和洞室圍巖穩(wěn)定性的制約因素。 軟弱夾層的分類 按成因分類：參照P127的表4-5。 按夾層的物質(zhì)組成分類：長(zhǎng)委會(huì)建議的分類 軟巖夾層 碎塊夾層 碎屑夾層 泥化夾層,4.1.3 軟弱夾層 軟弱夾層的特性：物理力學(xué)性質(zhì)與夾層的物質(zhì)組成、粘土礦物、顆粒大小、含水量、起伏狀況有密切聯(lián)系。 軟巖夾層：對(duì)于粘粒含量較多的粘土巖，遇水膨脹、崩解；對(duì)于可溶巖，遇水溶解。Rc15MPa，f=0.4-0.6，E02000MPa。如邊坡穩(wěn)定 碎塊夾層：粒徑2mm的粗碎屑占80%以上，粘粒含量低于10%。面起伏較大，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系復(fù)雜， f=0.45-0.6，E0=2001000MPa。 如隧洞穩(wěn)定 碎屑夾層：粒徑2mm的粗碎屑占3050%以上，20.5 mm的粗碎屑占30%以上，粘粒占10-30%， f=0.30-0.45，E0=50200MPa。 如隧洞穩(wěn)定,4.1.3 軟弱夾層 泥化夾層：wwp。具有結(jié)構(gòu)松散、孔隙比大、密度小、含水量大、粘粒含量高、力學(xué)特性差的特點(diǎn)， f=0.45-0.6，E050MPa。如葛洲壩水電站 泥化夾層形成的三個(gè)基本條件： 物質(zhì)基礎(chǔ)：粘土巖類夾層，粘粒含量高，且以蒙脫石為主的粘土礦物。 構(gòu)造作用：完整性被破壞，有利于地下水的運(yùn)動(dòng)；礦物顆粒的性質(zhì)和成分受到破壞。 地下水的作用：泥化作用，孔隙水壓力作用，溶解作用等。,4.1.4 巖體的結(jié)構(gòu)類型 整體塊狀 層狀結(jié)構(gòu) 碎裂結(jié)構(gòu) 散體結(jié)構(gòu),4.2 巖體的主要物理力學(xué)特性 4.2.1巖石的主要物理性質(zhì) 密度和重度 相對(duì)密度（比重） 孔隙度（孔隙率） 吸水率和飽和吸水率,4.2.1巖石的主要物理性質(zhì) 密度和重度 巖石密度（g/cm3）：試樣質(zhì)量m（g）與試樣體積V（cm3）的比值,天然密度 干密度d 含水量w（） 重度（kN/m3） ：?jiǎn)挝惑w積巖石受到的重力，與密度的關(guān)系為,4.2.1巖石的主要物理性質(zhì) 相對(duì)密度（比重）Gs 干試樣質(zhì)量m（g）與4時(shí)同體積純水質(zhì)量（巖石固體體積與水的密度之積）的比值,4.2.1巖石的主要物理性質(zhì) 孔隙度（孔隙率）n 試樣中孔隙（包括微裂隙）的體積Vv（cm3）與試樣總體積V（cm3）的百分比,孔隙比e,孔隙度n與孔隙比e之間的關(guān)系,4.2.1巖石的主要物理性質(zhì) 吸水率Wa和飽和吸水率Wsa,飽水系數(shù)kw,4.2.1巖石的主要物理性質(zhì) 巖石的耐凍性 巖石的飽水系數(shù)kw可以作為巖石耐凍性判別的指標(biāo)。 飽水系數(shù)越大的巖石，耐凍性越差。,4.2 巖體的主要物理力學(xué)特性 4.2.2巖石的力學(xué)指標(biāo)：強(qiáng)度和變形 巖石強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度：干抗壓、飽和抗壓、軟化系數(shù) 抗拉強(qiáng)度：劈裂試驗(yàn)，點(diǎn)荷載試驗(yàn) 抗剪強(qiáng)度：中型剪、雙面剪 巖石變形 彈性模量 變形模量 泊松比,4.2 巖體的主要力學(xué)特性 巖石力學(xué)指標(biāo)的用途 劃分巖石工程類型、巖體工程評(píng)價(jià),利用巖石飽和抗壓強(qiáng)度劃分巖石工程類型,4.2 巖體的主要力學(xué)特性 巖石力學(xué)指標(biāo)的用途 巖體質(zhì)量分類或洞室圍巖類型劃分 RMR分類：地質(zhì)力學(xué)分類，南非 Q分類：隧道圍巖質(zhì)量分類，歐洲 國(guó)內(nèi)：如水利水電規(guī)范、巖土工程規(guī)范，其他部們?nèi)玷F道、公路、總參、建設(shè)部，個(gè)人方面有王思敬、陶振宇、楊子文。 評(píng)價(jià)巖體強(qiáng)度 利用結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬、蒙特卡洛法等,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 獲得的參數(shù)：變形模量E0、彈性模量Ee 變模E0與彈模Ee的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系： 基本原理：彈性半無(wú)限空間的Boussniesq課題。當(dāng)測(cè)點(diǎn)在板內(nèi)時(shí)的計(jì)算公式,d,p,式中：E0（ Ee ）-巖體變形模量（彈性模量）； W0（ We ）-巖體的總變形（彈性變形）； p-按承壓板單位面積計(jì)算的壓力；d-承壓板的直徑；u-泊松比。,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 平硐中試驗(yàn)需滿足的邊界條件： Boussniesq課題的基本前提是半無(wú)限空間，但實(shí)際試驗(yàn)時(shí)是不可能滿足的。一般而言，平硐中試驗(yàn)需滿足如下圖中的邊界條件。,硐底位置,1.5d,1.5d,2.0d,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)備,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加壓方式 逐級(jí)一次循環(huán)法（推薦方式）： 逐級(jí)多次循環(huán)法 若只要變形模量，則不需卸載；而既要彈性模量、又要變形模量，則每級(jí)荷載作用下要進(jìn)行卸載； 若要反映巖體正交各向異性變形特性，可以沿不同方向進(jìn)行試驗(yàn)，主要有垂直加載和水平加載兩種方式。,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加壓方式,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)變形穩(wěn)定判定標(biāo)準(zhǔn),4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 壓力變形曲線與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 試驗(yàn)曲線類型及特征 直線型：堅(jiān)硬巖體或碎裂巖體，比較均勻，E0=Ee，各級(jí)荷載下進(jìn)行計(jì)算均可以。,U,P,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 試驗(yàn)曲線類型及特征 上凹型：裂隙巖體、中等質(zhì)量巖體。若按實(shí)際荷載取各點(diǎn)的模量便是該點(diǎn)在曲線上的切線，所以模量是變化的，但通常取各級(jí)荷載下計(jì)算模量的平均值。,U,P,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 試驗(yàn)曲線類型及特征 下凹型：軟巖或斷層帶及巖體質(zhì)量較差的巖體，同樣按實(shí)際荷載取各點(diǎn)的模量時(shí)是變化的，一般按與實(shí)際的荷載（或地應(yīng)力）相當(dāng)?shù)狞c(diǎn)進(jìn)行取值。,U,P,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 試驗(yàn)曲線類型及特征 長(zhǎng)尾型：試驗(yàn)所在平硐開挖面上有松弛的巖體，或平硐開挖時(shí)間長(zhǎng)，已形成松動(dòng)圈。曲線上后段模量較前段模量大。若要真實(shí)反映“原位巖體”的模量，則應(yīng)將u00，即以u(píng)0點(diǎn)作為0點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。,U,P,U0,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 試驗(yàn)曲線類型及特征 折尾型：試驗(yàn)所在平硐開挖后有應(yīng)力集中（殘余應(yīng)力）或有硬殼層。若要真實(shí)反映“原位巖體”的模量，則應(yīng)將00，即以0點(diǎn)作為0點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。,U,P,P0,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形試驗(yàn)承壓板試驗(yàn) 變形模量或彈性模量的計(jì)算公式,式中：E0（ Ee ）-巖體變形模量（彈性模量）； W0（ We ）-巖體的總變形（彈性變形）； p-按承壓板單位面積計(jì)算的壓力；d-承壓板的直徑；u-泊松比。,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 動(dòng)力法測(cè)巖體動(dòng)彈性模量 動(dòng)力法或彈性波法（地震法、聲波法） 基本公式,式中：Vp-縱波波速（m/s）； Vs 橫波波速（ m/s ）；-巖體的密度；u-泊松比。,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)取值 直接根據(jù)變形試驗(yàn)測(cè)得的E0、Ee作為依據(jù) 利用波速Vp、Vs獲得Ed，建立EdEe關(guān)系，并結(jié)合E0Ee關(guān)系對(duì)于大型水電工程，可以根據(jù)某一工程地質(zhì)單元或某一巖性測(cè)試的波速成果建立E0Vp關(guān)系進(jìn)行分帶賦值；對(duì)于一般的中小型工程或工程前期階段，可以利用如下的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系對(duì)巖體變形模量取值,式中：E0 變形模量（GPa）； Vp-縱波波速（km/s）。,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)取值舉例：李家峽水電站 壩基巖體開挖前 壩基巖體開挖后,式中：E0 變形模量（GPa）； Vp-硐壁縱波波速（km/s）；r-相關(guān)系數(shù)。 進(jìn)一步反映“原位巖體”的變形模量，可以利用硐壁波速與穿透波速之間的關(guān)系，建立新的關(guān)系,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)取值舉例：李家峽水電站,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)取值舉例：李家峽水電站,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)取值 根據(jù)巖石、巖體的優(yōu)劣，利用飽和抗壓強(qiáng)度Rb獲得E0（野外所取得的巖石要能充分反映不同部位或不同工程地質(zhì)單元的特性），而Rb也可以通過(guò)與點(diǎn)荷載試驗(yàn)獲得強(qiáng)度之間的關(guān)系獲得,式中：E0變形模量（GPa）； Rb-飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）； 注：當(dāng)Rb15MPa時(shí)，不適用。,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)取值 根據(jù)巖體質(zhì)量獲得E0,4.2.1 巖體變形測(cè)試技術(shù)、變形特性及參數(shù)取值 巖體變形參數(shù)泊松比u的取值,4.2.2 巖體變形參數(shù)的用途 理論計(jì)算或數(shù)值分析中重要力學(xué)參數(shù)之一 廣義虎克定律,其中：G=E/2(1+u),4.2.2 巖體變形參數(shù)的用途 利用波速比Vpm/Vr劃分巖體風(fēng)化帶 新鮮巖石的波速Vr可以用壩址區(qū)（或場(chǎng)址區(qū)）新鮮巖體中測(cè)得最高波速來(lái)代替； Vpm為不同風(fēng)化帶中測(cè)試的巖體波速； 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（1999）劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表,4.2.2 巖體變形參數(shù)的用途 巖體分類 巖體分類中把用變形模量E0作為一個(gè)非常重要的參考指標(biāo),4.2.2 巖體變形參數(shù)的用途 利用V2pm/V2r劃分巖體完整性 完整性系數(shù)的定義：,4.2.2 巖體變形參數(shù)的用途 利用波速Vp劃分巖體結(jié)構(gòu),4.2.2 巖體變形參數(shù)的用途 利用波速Vp或完整性系數(shù)Kv了解巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD。 完整性系數(shù)Kv與巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD 的關(guān)系：,波速Vp與巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD 的關(guān)系可以利用KvVp的關(guān)系，并結(jié)合KvRQD關(guān)系。,4.2.3 巖體的流變特性 流變性：材料在外部條件不變的情況下，應(yīng)力或應(yīng)變（變形）隨時(shí)間而變化的性質(zhì)。包括蠕變和松弛。 蠕變：材料在應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)變（變形）隨時(shí)間持續(xù)而逐漸增長(zhǎng)的性質(zhì)。 松弛：材料在應(yīng)變（變形）不變的情況下，應(yīng)力隨時(shí)間持續(xù)而逐漸減小的性質(zhì)。 巖體中具有明顯流變性的有：軟弱巖石、軟弱夾層、碎裂及散體結(jié)構(gòu)巖體。,4.2.3 巖體的流變特性 典型蠕變曲線的特征 初始蠕變階段：變形速率隨時(shí)間減小，又稱阻尼蠕變階段。 等速蠕變階段：變形緩慢平穩(wěn)，應(yīng)變隨時(shí)間呈近乎等速增長(zhǎng)。 加速蠕變階段：變形速率加快直到巖體破壞。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度的意義 巖體強(qiáng)度涵蓋了“巖石+結(jié)構(gòu)面”兩部分，僅僅研究巖石的強(qiáng)度對(duì)工程沒(méi)有太大的實(shí)際意義。 在壩基抗滑穩(wěn)定性（表層滑動(dòng)、淺層滑動(dòng)、深層滑動(dòng)）、巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，需要巖體和結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度參數(shù)。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖石、結(jié)構(gòu)面和巖體強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,巖石、結(jié)構(gòu)面和巖體強(qiáng)度的對(duì)比 1：巖石；2-結(jié)構(gòu)面；3-巖體,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 Mohr-Coulomb準(zhǔn)則 Mohr-Coulomb準(zhǔn)則定義、應(yīng)力圓含義及潘家錚法的應(yīng)用,式中,s發(fā)生破壞時(shí)破壞面上的剪應(yīng)力,n發(fā)生破壞時(shí)破壞面上的有效法向應(yīng)力,c-內(nèi)聚力, -內(nèi)摩擦角,y-巖體屈服強(qiáng)度,1-破壞時(shí)的最大有效主應(yīng)力,3-破壞時(shí)的最小有效主應(yīng)力。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 材料類型 砼/巖石 巖體（由硬性結(jié)構(gòu)面切割的巖體，結(jié)構(gòu)面無(wú)泥質(zhì)充填） 軟弱結(jié)構(gòu)面,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 試驗(yàn)類型 抗剪斷試驗(yàn)：獲得峰值強(qiáng)度參數(shù)tg、c； 抗剪試驗(yàn)：獲得殘余值強(qiáng)度參數(shù)tg、c； 抗切試驗(yàn)：獲得抗切強(qiáng)度參數(shù)c 。,P,Q,P,Q,P=0,Q,a,b,c,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 三種試驗(yàn)曲線特征 抗剪斷試驗(yàn) 抗剪試驗(yàn) 抗切試驗(yàn),c, = tg +c,c, = tg +c,c, = c,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 試驗(yàn)方法 平推式 斜推式,P,Q,a,P,Q,b,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)備及安裝,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 試驗(yàn)成果整理 計(jì)算各級(jí)荷載下剪切面上的剪應(yīng)力、相應(yīng)變形和正應(yīng)力。,P,Q,b,式中,-作用于剪切面上的剪應(yīng)力,-作用于剪切面上的正應(yīng)力,P-作用于剪切面上的總垂直荷載（包括千斤頂出力，設(shè)備及試件重量）, Q-作用于剪切面上的總斜向荷載（應(yīng)減去滾軸排摩擦阻力）,F-剪切面的面積。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 試驗(yàn)成果整理 繪制剪應(yīng)力水平位移和剪應(yīng)力垂直位移曲線，也可以僅繪制剪應(yīng)力剪切位移（水平位移）曲線。確定比例極限、屈服極限、峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 試驗(yàn)成果整理 繪制剪應(yīng)力正應(yīng)力曲線，按Mohr-Coulumb表達(dá)式求出摩擦角和內(nèi)聚力c。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度試驗(yàn)大剪試驗(yàn) 長(zhǎng)期強(qiáng)度：視材料特性（尤其是軟弱類巖石），可以進(jìn)行流變?cè)囼?yàn)，以獲得長(zhǎng)期強(qiáng)度。 根據(jù)原位剪切試驗(yàn)的資料表明，軟弱巖體和軟弱夾層等的長(zhǎng)期強(qiáng)度f(wàn) 與短期剪切強(qiáng)度f(wàn)c的比值約為0.8，大體上相當(dāng)于快剪試驗(yàn)的屈服值與峰值強(qiáng)度的比值。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)試驗(yàn)成果進(jìn)行取值（ 和c ） 按各工程地質(zhì)單元大剪試驗(yàn)綜合取值 點(diǎn)群中心法：安全裕度小，可以利用現(xiàn)場(chǎng)裂隙統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)獲得裂隙連通率、結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬進(jìn)行校正； 給定斜率法：可以直接用于工程的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和計(jì)算。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值 根據(jù)縱波波速進(jìn)行取值,巖體強(qiáng)度隨結(jié)構(gòu)面增加而降低（具有尺寸效應(yīng)），波速在巖體中的穿透反映了結(jié)構(gòu)面的存在。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值 根據(jù)巖石強(qiáng)度和連通率進(jìn)行取值,式中，fm-巖體的摩擦系數(shù)，fr-巖石的摩擦系數(shù)，ff結(jié)構(gòu)面的摩擦系數(shù)，cm-巖體的內(nèi)聚力，cr-巖石的內(nèi)聚力，cf 結(jié)構(gòu)面的內(nèi)聚力，k-連通率，JL-剪切面上節(jié)理長(zhǎng)度，JL-剪切面上巖橋長(zhǎng)度。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值 根據(jù)巖體完整性系數(shù)Kv進(jìn)行取值,式中，f-巖體的摩擦系數(shù)， c-巖體的內(nèi)聚力，Kv-巖體完整性系數(shù)，RQD-巖石質(zhì)量指標(biāo)。,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值 根據(jù)結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬進(jìn)行取值,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值 根據(jù)Hoek-Brown準(zhǔn)則進(jìn)行取值,4.2.4 巖體強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)及參數(shù)取值 巖體強(qiáng)度參數(shù)取值應(yīng)注意的問(wèn)題 巖體強(qiáng)度包括：比例強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度和長(zhǎng)期強(qiáng)度等內(nèi)容，工程應(yīng)用中應(yīng)針對(duì)工程性質(zhì)及內(nèi)容具體選??； 各強(qiáng)度之間的關(guān)系建議如下： 殘余強(qiáng)度一般用于評(píng)價(jià)大型滑動(dòng)之后，可能造成嚴(yán)重危害時(shí)。,4.2.5 硬性結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度 平直光滑無(wú)充填結(jié)構(gòu)面,粗糙起伏無(wú)充填結(jié)構(gòu)面 對(duì)于規(guī)則鋸齒狀結(jié)構(gòu)面,爬坡效應(yīng)：由上式可知，在正應(yīng)力較低時(shí)，鋸齒狀起伏結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，隨起伏角I的增加而加大，即所謂的爬坡效應(yīng)。在正應(yīng)力較大時(shí)，則由鋸齒的巖石強(qiáng)度所決定，如下式,4.2.5 硬性結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度 粗糙起伏無(wú)充填結(jié)構(gòu)面 對(duì)于非規(guī)則結(jié)構(gòu)面（Barton，1973）,式中, s-剪切應(yīng)力,n-法向應(yīng)力,JRC-節(jié)理粗糙系數(shù)（粗糙度常劃分為10級(jí),JRC的變化范圍在020之間）,JCS-節(jié)理壁抗壓強(qiáng)度（可用回彈儀在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定）,b-巖石基本內(nèi)摩擦角（可用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)面的滑動(dòng)或推拉試驗(yàn)測(cè)得,其與節(jié)理的殘余內(nèi)摩擦角jres接近,在很多情況下,尤其對(duì)于堅(jiān)硬巖體中的未風(fēng)化節(jié)理,設(shè)b=jres是可以接受的）。,4.2.5 硬性結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度 粗糙起伏無(wú)充填結(jié)構(gòu)面 對(duì)于非規(guī)則結(jié)構(gòu)面（Barton，1973） 在穩(wěn)定性分析中,常常需要確定等效內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角。這可以通過(guò)Barton的剪切準(zhǔn)則的外包絡(luò)曲線獲得。對(duì)于某一應(yīng)力狀態(tài)下的瞬態(tài)摩擦角可以通過(guò)下式求得(Hoek,1995),同樣應(yīng)力狀態(tài)下的瞬態(tài)內(nèi)聚力可以通過(guò)下式確定,在給定應(yīng)力范圍內(nèi)獲得一系列的(s,n)后,進(jìn)行回歸分析同樣可以獲得節(jié)理的等效內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角。,4.2.5 軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度（涵蓋原狀樣和擾動(dòng)樣） 軟弱夾層取樣應(yīng)注意的問(wèn)題,平洞中軟弱夾層取樣示意圖,軟弱夾層含水量在不同取樣階段的變化,4.2.5 軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度 軟弱夾層強(qiáng)度特性的影響因素 粘粒含量，尤其0.0075mm含量百分比； 含水量； 干密度或孔隙比（可以互換）； 粘土礦物（高嶺石、蒙脫石、伊利石）； 狀態(tài)特征。,4.2.5 軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度 軟弱夾層強(qiáng)度參數(shù)與物理指標(biāo)間的關(guān)系,摩擦系數(shù)f與含水量w (a)、孔隙比e (b)的相關(guān)關(guān)系曲線,4.2.5 軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度 軟弱夾層強(qiáng)度參數(shù)與物理指標(biāo)間的關(guān)系,內(nèi)聚力c與含水量w (a)、孔隙比e (b)的相關(guān)關(guān)系曲線,4.2.5