金沙江中游凝灰岩强度参数综合识别研究

发布时间：2019-08-28 08:29

【摘要】：凝灰岩是一种典型的分布不规律、易崩解、难取样火山碎屑岩,其强度参数难以准确评估。本文依托华丽高速公路金沙江特大桥工程,判定丽江岸为反倾坡,为陡倾结构面或卸荷裂隙带剪入、缓倾结构面剪出组合滑移模式,破坏规模有限;华坪岸为顺层坡,为陡倾结构面或卸荷裂隙带剪入、凝灰岩层主滑、缓倾结构面剪出组合滑移模式,破坏规模较大。T3和T2凝灰岩软弱层为关键层,其强度参数对岸坡稳定性影响很大。针对此种情况提出了经验、试验、数值反分析相结合综合识别凝灰岩强度参数的方法。利用这种方法,在工程岩体分级标准GBT50218-2014、水利水电岩石力学参数手册、室内外试验、数值反分析的基础上,综合确定了凝灰岩带泥化参数为内摩擦角24°、粘聚力50k Pa、泥化率60%;凝灰岩层内摩擦角29°、粘聚力90k Pa,在工程经验取值的范围之内;玄武岩内摩擦角36°、粘聚力600k Pa,在水利水电工程岩石力学手册推荐值范围之内;IV陡倾结构面强度参数内摩擦角35°、粘聚力150k Pa,符合一般结构面试验经验值。经计算复核,埋深浅、局部分布的T3凝灰岩主滑模式下安全系数为1.65~2.15;埋深大、分布连续的T2凝灰岩主滑的安全系数为1.32~1.67,T2主控下的安全系数要比局部分布T3情况小约0.33~0.48,平均降低约21%。虽然T2主控下的最不利工况安全系数也大于1.30,但是在实际施工和运行过程中仍需关注T2凝灰岩层可能形成的深大滑移问题。类似和临近工程可参考该凝灰岩强度参数或强度参数综合识别方法。
【图文】：

多年的工作经验，总结归纳出一种综合确定岩土体力学参数的方法。通过对具体工程岩石(体)物理力学试验的综合分析，可以得到岩石(体)抗剪强度参数的统计值(或平均值)，对比同类型岩石(体)在其它工程中的取值，经过一定折减，进而获得工程稳定分析需要的计算参数值。这一方法为“经验”和“试验”的结合提供了“接口”和“桥梁”，再通过在研究对象区域开展反分析研究，由此确定的计算参数值可靠性更高。2桥址区岸坡稳定问题及关键层识别2.1工程概况华丽高速公路金沙江大桥位于金安桥水电站上游库区，桥位具体位置见图1，主要地层由上到下依次为：松散覆盖层、强风化玄武岩、中微风化玄武岩、凝灰岩、多个玄武岩、凝灰岩旋回。华坪岸为顺层坡，丽江岸为反倾坡。图1桥位示意图Fig.1Exhibitionofbridgesite工程区主要发育两组IV级结构面：①近EW，N或S∠75°~90°，延伸长，张开1mm~3mm，面平直，多无充填物，间距0.2m~0.7m，较发育；②近SN，W∠10°~30°，，流层节理，一般延伸较长，面平直，局部起伏，多充填钙、铁质，间距0.5m~1.5m。调查情况见图2。2.2华坪岸破坏模式及控制要素华坪岸岸坡总体走向近南北，与玄武岩体流层面一致。由于为顺向坡，流层面缓向倾坡外，倾角为12°~30°，对岸坡稳定极为不利。华坪岸岸坡出露T2、T3、T4a等凝灰岩夹层，且均存在崩积及局部泥化特征。华坪岸岸坡卸荷强烈、卸荷深度大。卸荷带岩体的强度和变形参数均较低，部分卸荷裂隙延伸长，且充填次生泥，其抗剪强度低，对岸坡稳定影响较大。华坪岸桥址岸坡的稳定性主要受T2凝灰岩软弱夹层、卸荷裂隙带、陡倾结构面控制，破坏模式为上述不利因素组合的顺层滑移模式，关键层位为凝灰岩层。(a)陡倾结构面(b)缓倾结构面(steepstructuralp

2.1工程概况华丽高速公路金沙江大桥位于金安桥水电站上游库区，桥位具体位置见图1，主要地层由上到下依次为：松散覆盖层、强风化玄武岩、中微风化玄武岩、凝灰岩、多个玄武岩、凝灰岩旋回。华坪岸为顺层坡，丽江岸为反倾坡。图1桥位示意图Fig.1Exhibitionofbridgesite工程区主要发育两组IV级结构面：①近EW，N或S∠75°~90°，延伸长，张开1mm~3mm，面平直，多无充填物，间距0.2m~0.7m，较发育；②近SN，W∠10°~30°，流层节理，一般延伸较长，面平直，局部起伏，多充填钙、铁质，间距0.5m~1.5m。调查情况见图2。2.2华坪岸破坏模式及控制要素华坪岸岸坡总体走向近南北，与玄武岩体流层面一致。由于为顺向坡，流层面缓向倾坡外，倾角为12°~30°，对岸坡稳定极为不利。华坪岸岸坡出露T2、T3、T4a等凝灰岩夹层，且均存在崩积及局部泥化特征。华坪岸岸坡卸荷强烈、卸荷深度大。卸荷带岩体的强度和变形参数均较低，部分卸荷裂隙延伸长，且充填次生泥，其抗剪强度低，对岸坡稳定影响较大。华坪岸桥址岸坡的稳定性主要受T2凝灰岩软弱夹层、卸荷裂隙带、陡倾结构面控制，破坏模式为上述不利因素组合的顺层滑移模式，关键层位为凝灰岩层。(a)陡倾结构面(b)缓倾结构面(steepstructuralplanes)(evenstructuralplanes)图2工程区结构面调查统计图Fig.2Investigativeandstatisticalfigureofstructuralplanesatengineeringsites2.3丽江岸破坏模式及控制要素丽江岸为逆向坡，全风化、强风化深度较浅，对工程影响不大；中风化带以上岩体相对破碎，多呈碎裂状结构，稳定性差；中微风化带以下岩体强度高，有利于岸坡稳定。丽江岸桥址岸坡的稳定性主要受后缘陡倾结构面、卸荷裂隙带、前缓倾结构面控制，破坏规模有限，对工程?
【作者单位】： 云南省交通规划设计研究院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室;
【基金】：云南省交通科技项目(云交科2011(LH)12-a;云交科2014(A)01) NSFC-云南联合基金重点支持项目(01402231) 陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室开放基金(NELBP201501)
【分类号】：U442.2


本文编号：2530041