大光包震旦系灯影组顺层剪切带强度特性研究

发布时间：2019-03-30 22:34

【摘要】：碎裂岩体是工程地质岩体中较差的类型,是构造运动、风化卸荷作用等引起岩石破裂的产物,同时也是众多大型工程中常见的岩体,与其相关的斜坡、坝基、地下洞室围岩等的稳定性问题严重制约着工程建设的安全。大光包滑坡南侧出露的大范围顺层剪切带,岩体高度碎裂化,是碎裂岩体斜坡的典型代表,也是大光包巨型滑坡成因的重要研究对象,引起了众多专家学者的关注。本文在前人研究的基础上,基于现场岩体精细化调查、原位钻孔剪切试验、室内力学试验等对大光包顺层剪切带的碎裂岩体进行研究。对Hoek-Brown准则研究分析后提出新的改进方法,并将其应用到大光包顺层剪切带碎裂岩体力学强度的评价中。最后将原位钻孔剪切试验与Hoek-Brown准则两种方法的结果进行对比分析,提出快速获取碎裂岩体力学强度参数的方法。通过以上研究,获得如下结论:(1)利用钻孔剪切试验仪对顺层剪切带碎裂岩体进行原位试验,获得了其应力-应变曲线及抗剪强度参数。经试验发现,顺层剪切带碎裂岩体的应力-应变曲线呈典型的S型并分为4个阶段:岩体裂隙闭合阶段—弹性变形阶段—裂隙发育阶段—裂隙贯通完全破坏阶段,其抗剪强度参数为:粘聚力205.7~398.7kPa,内摩擦角25.4~26.4°;(2)分析了现场试验中存在的问题与不足,试验中橡皮管多次的炸裂致使本次试验数据较原计划少,并验证了Phicometre原位岩土两用钻孔剪切试验仪仅适用于强风化岩体与土体;(3)对Hoek-Brown准则中的地质强度指标GSI与岩体扰动系数D的取值方法进行改进,本文采用结构面表面等级SCR、结构面条件因子Jc、岩体基本质量指标BQ、岩体结构等级SR四个量化因子,在岩体结构和结构面特征两个方面对地质强度指标GSI进行取值,通过4个参数得出区间范围值;通过引入BQ对岩体扰动系数D的公式进行改进,同时考虑了强度与岩体结构两方面因素,使结果更加可靠;(4)将改进方法与E.Hoek建议法、闫氏法、夏氏法进行对比,对如美水电站坝址区4个平硐中岩体强度参数进行预测,最后与现场大剪试验结果进行对比,结果表明本文的改进方法更为准确且符合实际情况,对比内聚力本文方法更为接近现场大剪试验,而在内摩擦角上几种方法均接近大剪试验;(5)通过对钻孔剪切试验附近的碎裂岩体进行现场精细化测量,得到其产状、充填物、摩擦程度、节理间距、迹长、起伏程度等特征,结合室内单轴压缩、饱和单轴压缩、点荷载试验与前人岩体波速研究成果,引入本文提出的改进方法得到了碎裂岩体的Hoek-Brown准则参数,最后代入Hoek-Brown公式中,得出其岩体力学参数:粘聚力0.435~0.66MPa,内摩擦角18.35°~24.95°,变形模量1.9~3.1GPa,抗拉强度0.014~0.29MPa;(6)将Hoek-Brown准则经验法与现场钻孔剪切试验结果相对比后发现,经验法的粘聚力偏大,内摩擦角偏小。分析其原因发现由于两种方法在最小主应力上限取值有较大差异,从而导致其结果存在偏差,但本文的改进方法结果相比建议法更为接近现场试验,进一步减小了两种方法之间的偏差,使经验法更为接近实际。
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【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV223

【参考文献】