炭质板岩工程特性的钻孔弹模试验研究

炭质板岩地区隧道围岩具有塑性变形大、蠕变持续时间长、遇水极易软化崩解等特点,围岩弹性抗力系数作为关键计算参数,其取值至关重要。依托东南亚某在建水电站引水隧洞工程,通过不同工况下的钻孔弹模测试,研究炭质板岩的变形特性、各向异性、软化特征及变形特征衰减。试验结果表明:研究区炭质板岩在低压段压力与变形不呈线性关系而在高压段呈线性关系,炭质板岩可恢复的弹性变形较小而不可恢复的塑性变形较大。浅部炭质板岩变形模量受深度影响均较小,受饱水作用影响大,具有较强软化性,软化系数为0.62。天然状态下炭质板岩需要考虑各向异性,饱和状态下则接近各向同性。炭质板岩隧洞在开挖6个月以后其变形模量基本不变。

基于现场试验的岩体变形模量尺寸效应研究

岩体力学参数具有随机性和不确定性,合理确定岩体力学参数是岩土工程稳定性分析的基础和关键。以某水电站前期研究的110个钻孔弹模测试数据为研究样本,对其进行了统计特征分析,确定变形模量的概率分布特征更符合Weibull分布。以钻孔弹模仪承压板尺寸为岩体变形模量研究的样本尺度,岩体由该尺度的岩样叠加而成,建立了不同尺寸的立方体岩体数值分析模型,按照Weibull分布随机给出各岩样的变形模量,在此基础上对不同尺寸的岩体分别进行5000次单轴压缩试验的数值模拟,得到了不同尺度岩体等效变形模量的变化特征,确定了岩体等效变形模量的REV。基于现场实测岩体变形模量与概率统计理论相结合研究岩体变形模量是一个新的尝试,可为该水电站工程岩体力学参数的合理取值提供依据。

某核电厂岩体动静弹性模量的对比研究

以福清核电站二期详细勘察为依托,采用现场原位测试的方法获取岩体的动、静参数,研究其空间分布特征和相关性。结果表明,中等～微风化岩体的动态参数随深度变化具有一定的规律性,而静态参数随深度的变化规律性不强,但裂隙的发育程度对岩体动、静弹性模量均有明显的影响;在动、静弹性模量关系方面,回归分析结果表明,动、静弹性模量之间具有较好的相关性,动、静弹模的比值不随深度而变化,Ed/Es比值分布在0.9～2.19之间。系统地总结岩体动、静参数的分布规律和其相互关系,对岩土工程设计具有重要意义。

岩体工程力学参数取值方法研究Ⅰ:原位试验与定量类比

针对合理确定岩体工程力学参数的难题,在原位试验技术、定量类比方法和数值仿真试验等方面开展了系统研究,形成了包含“一设备、一库、一平台”综合确定岩体工程力学参数的方法体系。本文研发了适用于常规地质钻探的岩体质量随钻测试和岩体力学参数原位试验设备,建立了依据随钻实测参数评价岩体质量的方法以及岩体强度、耐磨性指标与随钻参数的定量关系,提出了通过孔内弹模剪切试验快速获取不同岩层岩体抗剪强度和弹性模量的技术和方法;同时,构建了包含81个工程681组不同类型岩体抗剪强度试验资料数据库,深入研究了不同类型岩体抗剪强度参数的统计特性,提出了基于Bayes方法和可靠度理论,利用大样本数据库资料和少量具体工程试验成果来确定岩体参数的定量类比方法。