巖土工程勘察規(guī)范

1、 PAGE PAGE 13 / 15常用巖土材料力學(xué)參數(shù)(E, ) 和(K, G)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：K E3(1 2 )G E（7.2）2(1 )0.53.5K會非常的高，偏離實際值很多。最好是確定好 KKG7.17.2巖石的彈性（實驗室值（Goodman,1980）表7.1干干密度E(GPa)K(GPa)G(GPa)砂巖19.30.3826.87.0粉質(zhì)砂26.30.2215.610.8巖石 灰209028.50.2922.611.1石2210-2511.10.298.84.3頁巖70大 理270055.80.2537.222.3石石花 崗73.80.2243.930.2巖土的彈性特性（實驗室

2、值（Das,1980）表7.2松散均質(zhì)砂土147010-260.2-0.4密質(zhì)均質(zhì)砂土184034-690.3-0.45松散含角礫淤泥質(zhì)砂土1630密實含角礫淤泥質(zhì)砂土19400.2-0.4硬質(zhì)粘土17306-140.2-0.5軟質(zhì)粘土1170-14902-30.15-0.25黃土1380軟質(zhì)有機土610-820凍土2150干密度(kg/m干密度(kg/m3)彈 性 模 量E(MPa)5EEG131213139E,E,E ,G 和 G 。這些常量的定義121223121323均質(zhì)的節(jié)理或是層狀的巖石一般表現(xiàn)出橫切各向同性彈性特性。一些3.7橫切各向同性彈性巖石的彈性常數(shù)（實驗室）表7.3E(G

3、PaE(GPaG (GPaxyyxzxxy)砂巖43.040.00.280.1717.0砂巖15.79.60.280.215.2石 灰39.836.00.180.2514.5石頁巖66.849.50.170.2125.3大 理68.650.20.060.2226.6石花 崗10.75.20.200.411.2巖流體彈性特性用于地下水分析的模型涉及到不可壓縮的土粒時用KfKM。純凈水2Gpa。其取值依賴于分析的目的。分析穩(wěn)態(tài)流動f或是求初始孔隙壓力的分布狀態(tài)（見理論篇第三章流體 -固體相互作用分析，則盡量要用比較低的Kf，不用折減。這是由于對于大的 Kf流動時間FLAC3D中用到的流動時間步長,

4、和孔隙度nkKtf有如下關(guān)系：tn（7.3）fK k f對于可變形流體（多數(shù)課本中都是將流體設(shè)定為不可壓縮的）我們可以通過獲得的固結(jié)系數(shù)CKf的結(jié)果。Ck（7.4）mnKf其中1m K 4G / 3k k f其中，kFLAC3D使用的滲透系數(shù)k 滲透系數(shù)，單位和速度單位一樣（如米/秒）水的單位重量f考慮到固結(jié)時間常量和 C成比例，我么可以將 Kf的值從其實際值（2 109Pa）減少，利用上面得表達式看看其產(chǎn)生的誤差。流動體積模量還會影響無流動但是有空隙壓力產(chǎn)生的模型的收斂速率（1.7Kf是一個通過比較機械模型得到的值，則由于機械變形將會產(chǎn)生孔隙壓力。如果 Kf遠比k 大，則壓縮過程就慢，但是一

5、般有可能Kf對其影響很小。例如在土體中，孔隙水中還會在無流動情況下，飽和體積模量為：K K Kf（7.5）un不排水的泊松比為：3Ku 2G（7.6）u2(3KuG）這些值應(yīng)該和排水常量k 和 作比較，來估計壓縮的效果。重要的是， 在FLAC3D 比奧模量對壓縮模型的影響比例和流動。7.3 固有的強度特性在FLAC3D中，描述材料破壞的基本準(zhǔn)則是摩爾-庫侖準(zhǔn)則，這一準(zhǔn)則把剪切破壞面看作直線破壞面：Nf NNs13（7.7）其中 N sin) sin)最大主應(yīng)力 (壓縮應(yīng)力為負(fù));1 最小主應(yīng)力3 摩擦角c粘聚力當(dāng)f0時進入剪切屈服。這里的兩個強度常數(shù)和c是由實驗室的三s軸實驗獲得的。當(dāng)主應(yīng)力變

6、為拉力時，摩爾 -庫侖準(zhǔn)則就將失去其物理意義。簡單情況下，當(dāng)表面的在拉應(yīng)力區(qū)域發(fā)展到3等于單軸抗拉強度的點時， t，這個次主應(yīng)力不會達到拉伸強度例如；f t 3t（7.8）當(dāng)ft 0一致的。最大的值由下式給出 t maxctan（7.9）7.4和抗拉強度值。土體的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的 7.5q q Cuu擦角 的關(guān)系由下式確定q 2ctan(45/2)u巖石的強度特性值（實驗室測定）（7.10）表7.4摩擦角（度）粘聚力（MPa）抗 拉強度（MPa）沙巖27.827.21.17粉質(zhì)巖32.134.7-泥質(zhì)頁巖14.434.8-硅巖42.070.6-石灰石42.06.72

7、1.58ft脈花崗巖51.055.1-測試場地玄武巖31.066.213.1土體的強度特性值（排水實驗測定）表7.5粘粘聚力 摩擦角的最大值摩擦角的殘留值（kpa）（度）（度）沙礫-3432無細(xì)沙的沙性砂礫-3532粘性良好的沙性砂礫1.03532較細(xì)的砂礫和沙的混合體3.02822細(xì)沙粒-3230粗沙粒-3430級配良好的沙粒-3332低塑性泥沙2.02825中-高塑性泥沙3.02522低塑性粘土6.02420中塑性粘土8.02010高塑性粘土10.0176有機淤泥或粘土7.02015巖土力學(xué)參數(shù)大全（精華）貼我想搞一個這樣的貼子將數(shù)值計算中一些較難取值的巖土力學(xué)參數(shù)匯編一下CFRIr冊上都

8、有所以主要編一些較難查找的（如彈性模量，波松比，剪脹角等）大家可以根據(jù)自己的使用經(jīng)驗或在某些資料上的查找資料寫出來格式不要求，表格最好，大家只需注明出處就行（使用經(jīng)驗）（取值： 參數(shù)見附圖來源：“黃土地區(qū)工程地質(zhì)喬平定等北京：中國水利出社”剪脹角的定義來源于平面應(yīng)變其定義為 sin(psi) = - d(Epsilon_v)/d(Gama_max)psidEpsilon_vGama_max大工程剪切應(yīng)變這一定義也可同樣用于三軸應(yīng)力情況對 于 小 應(yīng) 變 ， 其 可 定 義 為 sin(psi) = - d(Epsilon_1) + k d(Epsilon_3)/d(Epsilon_1) - k

9、 d(Epsilon_3)對于平面應(yīng)變，k=1；而對于三軸應(yīng)力情況，k=2 對于這兩種情況，也可用下式來表達sin(psi)=-d(Epsilon_v)/d(Epsilon_1)/2d(Epsilon_v)/d(Epsilon_1)一般而言剪脹角并非常數(shù)，而是一個變量和圍壓及孔隙比（或密實度）有關(guān)，是會隨應(yīng)力應(yīng)變曲線而變化一般土體、巖石、混凝土的剪脹角都要比摩擦角小的多Vemmerde Borst (1984密砂 15 松砂10 正常固結(jié)粘土 0 石灰石 1220 混凝土 12一般土體、巖石、混凝土的剪脹角近似在 0 到 20 度范圍里變化只有在平面應(yīng)變情況下，此剪脹角有物理意義而在三軸應(yīng)力情況，剪脹角并無物理意義在數(shù)值計算中多用剪脹率(dilatancy rate d_g)來表示體積變化情況d_g = d(Epsilon_vp)/d(Epsilon_sp)這里d(Epsilon_vp量剪脹角和剪脹率只和塑性變形有關(guān)但一般對于大應(yīng)變問題，常用總變形來替代塑性變形若對小應(yīng)變來說