Hoek-Brown准则中地质强度指标研究

发布时间：2017-08-14 23:00

  本文关键词：Hoek-Brown准则中地质强度指标研究

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【摘要】：如何在岩体工程中获得准确的岩体力学参数,是岩石力学工作者一直在研究的重要工作。通过大量工程实践的证明,使用室内完整岩块试验数据,并考虑岩体中节理裂隙、尺寸对岩体参数的影响,将岩块的力学参数折减后确定为岩体的力学参数可以满足工程的要求。在这类方法中,Hoek-Brown强度准则方法在工程中应用广泛,且发展较完善。为了计算准则中的参数,考虑岩体爆破和卸荷对岩体力学参数的影响,E.Hoek引入了可考虑爆破影响的扰动系数D, E.Hoek结合岩体评分系统(RMR)给出了使用RMR的岩体参数取值方法,但有局限性。为了克服RMR法的局限性,E.Hoek提出了基于地质强度指标GSI的岩体准则参数取值方法,然而地质强度指标的取值易受人为主观性影响出现偏差,大量学者为准确量化地质强度指标做了研究工作。为了系统研究地质强度指标对估算岩体参数的影响并评价各取值方法的可靠性,本文以小河边铁矿、北衙金矿边坡工程为背景,结合现场调查和室内外试验对地质强度指标进行研究和探讨。具体过程如下：(1)阐述了各种获取地质强度指标的方法,并进行归类,对前人研究进行改进,提出了基于岩体体积节理数和单轴抗压强度的获取地质强度指标的新方法。(2)分析了地质强度指标变化对岩体参数的影响规律。(3)根据岩石室内试验,结合现场调查,使用各方法确定了研究岩体的地质强度指标,并分析各方法的优劣。(4)结合地质强度指标确定结果,使用Hoek-Brown强度准则对岩体力学参数进行估算,并与岩体直剪试验结果进行对比,验证各方法确定结果的正确性。把折减后的岩体力学参数用于小河边铁矿现状边坡的稳定性分析,进一步验证使用方法结果的正确性。(5)在获取地质强度指标时需要考虑岩体结构和结构面,而能表征这两方面的指标有很多,使用灰色关联分析找出了表征岩体结构和结构面能力最强的两个指标,并使用此两个指标绘制新的地质强度指标分级表。
【关键词】：Hoek-Brown准则 地质强度指标 现场调查 岩体声波测试 岩体直剪试验 灰色关联分析
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 课程背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 Hoek-Brown强度准则11-12
• 1.2.2 Hoek-Brown地质强度指标GSI估算方法12-18
• 1.2.3 地质强度指标GSI估算方法讨论18
• 1.3 研究的主要内容和方法18-21
• 1.3.1 研究的主要内容18-19
• 1.3.2 技术路线及研究方法19-21
• 第二章 地质强度指标对岩体参数取值的影响21-31
• 2.1 问题提出21
• 2.2 Hoek-Brown准则参数的敏感性分析21-23
• 2.2.1 计算模型及方法21-22
• 2.2.2 敏感性分析22-23
• 2.2.3 敏感性结果分析23
• 2.3 GSI值对岩体力学参数的影响23-30
• 2.3.1 参数的选取23-24
• 2.3.2 RockLab软件简介24-25
• 2.3.3 岩体参数计算结果25-29
• 2.3.4 地质强度指标对岩体参数影响29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 地质强度指标的确定31-56
• 3.1 工程背景31-32
• 3.1.1 小河边铁矿露天采场31
• 3.1.2 北衙金矿露天采场31-32
• 3.2 现场调查32-36
• 3.2.1 结构面调查32-34
• 3.2.2 岩芯调查34-36
• 3.3 室内岩石力学试验结果36-37
• 3.4 现场点荷载试验37
• 3.5 岩体结构类型分类37
• 3.6 岩体质量分级37-38
• 3.7 岩体声波测试38-43
• 3.7.1 岩体声波测试方法及原理38-39
• 3.7.2 岩体声波测试设备与测孔布置39-41
• 3.7.3 岩体声波测试结果41
• 3.7.4 岩体完整性评价41-43
• 3.8 地质强度指标的确定与分析43-55
• 3.8.1 基于体积节理数和岩石单轴抗压强度的GSI取值新方法43-44
• 3.8.2 Hoek-Brown建议的取值表法44-45
• 3.8.3 间接计算法的GSI值45-49
• 3.8.4 改进的插值法取GSI值49-52
• 3.8.5 确定结果对比52-55
• 3.9 本章小结55-56
• 第四章 地质强度指标结果分析与验证56-73
• 4.1 Hoek-Brown强度准则法确定岩体力学参数56-61
• 4.1.1 岩体力学参数确定56-61
• 4.2 岩体抗剪强度参数现场原位试验验证61-68
• 4.2.1 岩体直剪试验61-62
• 4.2.2 可靠度法确定岩体抗剪强度参数62-66
• 4.2.3 岩体抗剪强度参数对比验证66-68
• 4.3 数值模拟验证68-71
• 4.3.1 计算模型的建立69-70
• 4.3.2 计算结果分析70-71
• 4.4 地质强度指标最终确定结果71
• 4.5 本章小结71-73
• 第五章 地质强度指标各指标量的关联分析73-81
• 5.1 概述73
• 5.2 表征地质强度指标取值的指标73-74
• 5.2.1 表征岩体结构特征的指标73-74
• 5.2.2 表征岩体结构面特征的指标74
• 5.3 灰色关联分析74-80
• 5.3.1 灰色关联分析理论75
• 5.3.2 灰色关联计算步骤75-77
• 5.3.3 地质强度指标各指标的灰色关联计算77-78
• 5.3.4 计算分析结果讨论78-79
• 5.3.5 岩体块度指数和表面条件等级的地质强度指标分级表79-80
• 5.4 小结80-81
• 第六章 结论与展望81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 展望82-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-88
• 附录88

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本文编号：675090