贵州省某水库拱坝地基岩体变形参数研究ppt

1、1小组报告会7/24/20222Studying Statuses and Developing Trends for Landslide PredictingG目 录1.前言2.坝址区工程地质条件3.岩体变形参数试验研究 4.岩体变形参数估算 5.结论31 前言 贵阳市息烽县鱼简河水库拟建正常蓄水位高程1057.0m，坝高81m，坝型为碾压砼拱坝，水库长2.7Km，总库容1050万m3。 41 前言51 前言 拱坝地基岩体变形问题是鱼简河水库主要的工程地质问题。开展岩体变形参数研究，对该水库工程优化设计和工程质量控制具有举足轻重的作用。61 前言 国内外确定岩体变形模量的方法有许多种，现分述

2、如下：原位试验法 承压板法一般在平硐中进行，用该法求出的变形模量一般为塑性松动圈内的变形模量，其数值一般偏小，据Palmstrom.A(2001)，该变形模量与实际岩体变形模量之间的关系为2.5。 钻孔岩体变形法在一个孔中可以测量几个方向的变形等优点。使用该法时，合理选择加压板长度与孔径之比是学术界和仪器设计选择讨论的热点问题。71 前言 岩体质量法 RMR Bieniawski(1976) Q法 Barton(1974) Rmi法 Palmstrom.A(1995) GSI法 霍克（Hoek，1995）及霍克、凯撒和宝登（Hoek, Kaiser和Baroden, 1995） 81 前言非线

3、性分析方法 非线性分析方法因考虑试验成果的离散性及定性参数的不确定性等特点,已开始应用于岩土工程,并取得了一定的成果。 模糊数学 随机性理论 可靠性理论 层次分析法 智能识别 岩体损伤的分形模型等。91 前言地球物理方法 声波测试法 核磁共振找水仪 分层 裂隙岩体的渗透系数（裂隙分布特征岩体结构） 变形参数（岩体结构与岩块的强度（变形）确定） 两个参数之间的关系 101 前言解析法 解析法是按照变形等效或面积等效的方法计算岩体的综合变形模量。潘家铮与原水利电力部第八工程局设计院曾给出含有夹层的岩体综合模量；高安泽曾给出含有节理岩体的综合模量，朱伯芳给出同时含有节理与夹层的二维等效弹性模量；胡卸

4、文，钟沛林用面积等效的方法研究岩体的综合变形模量，并与变形等效方法进行对比。111 前言 计算机模拟技术 近年来,试验与模拟相结合的方法也受到重视(周维垣等,1992;潘别桐等，1989；朱维申等,1995;何满潮等,2001)。这是因为，采取原状密集节理岩体试样非常困难，通过现场试验来研究含足够多节理的材料单元力学特性，所需试体尺寸可能达到十余米至数十米，这在很多情况下是不现实的。此外，由于岩体结构的不均匀性与试验中的尺寸效应，现场试验结果很难具有代表性。121 前言位移反分析 反分析是一中逆向思维，主要是为了求解岩体材料参数与地应力，目前比较成熟的是弹性均匀介质的位移反分析。刘怀恒等（19

5、90）,王芝银等（1997）,宴启鹏（1993）袁勇等（1993）、安关锋（2002）在位移反分析中从不同角度均取得了一定成绩。张治强、冯夏庭等（2000）利用监测信息进行反演，对三峡工程永久船闸高边坡岩体力学参数进行敏感性分析。131 前言其它方法 聚类分析 模糊数学 灰色系统 遗传算法 统计分析等 141 前言 本文以贵州省鱼简河水库为例，采用原位试验、计算机模拟试验与各种参数估算方法相结合的方法对其拱坝地基岩体变形参数综合研究，为拱坝优化设计提供依据。152坝址区工程地质条件16G2坝址区工程地质条件173.1 现场承压板试验 3岩体变形参数试验研究 3.1.1 试点布置 在平硐内共完成

6、六组原位试验，试点编号为E1E6，其中E3E5试点布置在该平硐新开挖的支硐内，试验段岩性均为松子嵌组的层状泥岩与泥质白云岩互层，各试验点的具体布置情况是：E1E4试点布置在泥质白云岩岩层上，其中E1为铅直受压试点，E2E4为水平方向受压试点；E5E6试点布置在泥岩岩层上，E5为水平方向受压试点，E6为铅直受压试点。183.1.2 试验步骤 试验按照规程中的方法和步骤要求进行。3.1 现场承压板试验 3岩体变形参数试验研究19岩体变形参数试验研究3.1 现场承压板试验水平加压垂直加压203.1.3 试验成果3岩体变形参数试验研究3.1 现场承压板试验213.1 现场承压板试验3岩体变形参数试验研

7、究223岩体变形参数试验研究3.1 现场承压板试验由表可知，泥质白云岩（垂直层面）弹性模量是变形模量的1.40倍，泥质白云岩（平行层面）弹性模量是变形模量的1.95倍。233岩体变形参数试验研究3.1 现场承压板试验243岩体变形参数试验研究3.2 岩体变形参数的计算机模拟253.2 岩体变形参数的计算机模拟根据现场实地测量，第4区岩体的厚度为7m，岩体结构模型取7m*7m*7m立方体模型,见图3-1。图3-1泥岩与泥质白云岩互层岩体结构3岩体变形参数试验研究263岩体变形参数试验研究5.2 岩体变形参数的计算机模拟有约束时垂直层面方向应力应变关系曲线围压为3.5Gpa时垂直层面方向应力应变关

8、系曲线273岩体变形参数试验研究5.2 岩体变形参数的计算机模拟由该模拟结果可以得出：（1）相同工况下平行层面方向的等效弹性模量大于垂直层面方向的等效弹性模量，体现出各向异性的特点，当有约束时，各向异性系数为1.4-11.37；当围压为3.5GPa时，各向异性系数为1.35-5.35；（2）当平行层面施加荷载时，变形在加压方向上出现拐点，该拐点的位置是离加载面0.5-1.5m，说明平行层面加压时，离加压位置0.5-1.5m的位置应变最大，在该位置模量较小，在具体设计或施工时，只要将该范围之内的岩体进行置换即可达到较好的效果。随着软硬岩之间的模量之比减小，该拐点距离加荷面的距离减小；28（3）垂

9、直层面加压时，软岩对岩体的变形起控制作用；平行层面加压时，硬岩对岩体的变形起控制作用。当岩层为倾斜岩层时，随着倾角的变大，岩体的变形从由硬岩控制逐步转向由软岩控制。5.2 岩体变形参数的计算机模拟岩体变形参数试验研究294岩体变形参数估算4.1 岩体质量法4.1.1 VJC-RMR法304岩体变形参数估算4.1.1 VJC-RMR法4.1 岩体质量法314.1.1 VJC-RMR法4岩体变形参数估算4.1 岩体质量法324.1.2 Q法 4岩体变形参数估算4.1 岩体质量法334岩体变形参数估算4.1.3 RMi法 4.1 岩体质量法344.1.4 GSI法4岩体变形参数估算4.1 岩体质量法

10、354岩体变形参数估算4.3 岩体损伤的分形模型364岩体变形参数估算4.3 岩体损伤的分形模型374岩体变形参数估算4.4 人工神经网络法384岩体变形参数估算394岩体变形参数估算40 4岩体变形参数估算41（1）承压板试验所得出的结果（试验结果）比参数建议值小，出现试验结果与实际结果偏差的主要原因是施工方法对其岩体结构的影响，当影响较小时，偏差较小，反之，偏差较大；通过GSI法建立了原位试验结果与岩体的真实变形参数之间的关系比较符合实际。5结论425结论(2)与Q分类法、分形几何法和现场原位试验法的结果对比分析表明，利用VJCRMR法估算层状岩体的变形模量比较符合岩体的实际情况，是一种进行岩体质量评价和参数估算较好的方法。43（3）RMR法、Q法、RMi法与GSI法从岩体结构和岩石强度特征两方面研究其变形模量，岩体损伤的分形模型、人工神经网络方法、损伤声波法从岩体结构和岩石变形性质方面研究其变形模量，原位试验与计算机模拟试验从岩体结构、强度、变形等方面综合反映岩体的变形特征。综合以上几种方法