三峡水库消落带斜坡岩体劣化过程地质强度指标研究
发布时间：2021-08-12 16:02
三峡库区消落带岩体劣化研究多针对室内岩样,难以应用到现场岸坡稳定性分析评价中。本文开展了水库实际运行状态下原位跨孔声波测试和井下电视,获取了不同深度下岩体物理力学参数,改进了GSI系统对岸坡劣化带岩体的描述,拓展了广义Hoek-Brown（H-B）准则在劣化带岩体强度动态评价中的应用,得出主要结论如下:广义H-B准则可以评估、描述原位岸坡岩体强度,结合水位循环消落原位跨孔声波测速,改进并构建了GSI量化取值方法;GSI结合广义H-B准则得到的特征深度强度包线表明,三轴受压应力状态可以提高岩体强度,且可明显抑制岩体劣化;脆-延转换线σ1=4σ3计算的H-B准则适用范围表明GSI系统对岩体劣化评价有宽泛的适用性,且随着GSI下降适用范围下降;通过指数回归构建了考虑劣化过程的GSI（t）、Erm（t）时效曲线,并基于GSI（t）解得不同深度结构面处二、三维强度劣化包线。强度劣化包线显示表层结构面的劣化敏感性高于深层,且表层受劣化影响H-B准则适用范围下降最明显;结合多层面GSI（t）曲线可得三维结构面GSI（t,h）时空函数。这种基于消落带原位跨孔声波的GSI（t）时效函数以及二、三维结构面...
【文章来源】：水利学报. 2020,51(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
三峡库区巫峡段消落带岩体劣化导致斜坡稳定性降低
Schwartz[27]根据印度石灰岩三轴实验得出该准则的适用范围是从剪切破坏到延性破坏的转折点σ1=4σ3之前，该准则被最新版H-B准则[28]所采纳（图2);Mogi[29]则指出该剪切破坏到延性破坏的转折点是σ1=3.4σ3。可见H-B准则的适用范围更多仅适用于剪张脆性破坏，对于高围压状态下的深埋硐室与矿山边坡强度估算是不合理的[30]，不能随意扩大H-B准则的适用外延。2.2 改进的GSI定量评价方法
观察图6、图7发现随着GSI值的降低，在围压σ3一定的情况下，最大主应力σ1逐渐减小。对于σ3=0时，结构面处单轴抗压强度σ1下降率高达80.71%(GSI从63.8降至36.0）。对于σ3=0.186MPa时，结构面处近似真实最大主应力σ1下降率高达68.24%(GSI从63.8降至36.0）。对于σ3=5.7882MPa时，结构面处最大主应力σ1下降率达37.59%(GSI从63.8降至36.0）。在GSI为一定值的情况下，随着围压增大最大主应力σ1逐渐增大。且同等范围的GSI下降，对应的最大主应力σ1下降幅度，高围压状态要小于低围压状态。这表明岩体三轴受压应力状态对岩体的强度提高有促进作用，同时高围压状态可有效抑制岩体劣化的程度，这与原位跨孔声波测试及井下电视观察是一致的。图7 不同GSI、围压σ3对应的最大主应力强度σ1（结构面深度6.2m)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hoek-Brown准则的脆性不等式及其对GSI取值的限制[J]. 朱勇,周辉,张传庆,吕涛. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[2]三峡工程库区岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究[J]. 黄波林,殷跃平,张枝华,王健,秦臻,闫国强. 岩石力学与工程学报. 2019(09)
[3]The Hoeke-Brown failure criterion and GSI-2018 edition[J]. E.Hoek,E.T.Brown. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(03)
[4]大理岩干湿循环力学特性试验研究[J]. 王伟,龚传根,朱鹏辉,朱其志,徐卫亚. 水利学报. 2017(10)
[5]库水波动下堆积层滑坡稳定性研究[J]. 赵瑞欣,殷跃平,李滨,王文沛. 水利学报. 2017(04)
[6]干湿循环和化学腐蚀共同作用下单裂隙非贯通试样力学特征的试验研究[J]. 韩铁林,师俊平,陈蕴生. 水利学报. 2016(12)
[7]Reservoir-induced landslides and risk control in Three Gorges Project on Yangtze River,China[J]. Yueping Yin,Bolin Huang,Wenpei Wang,Yunjie Wei,Xiaohan Ma,Fei Ma,Changjun Zhao. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016(05)
[8]库水位变化对库岸边坡变形稳定的影响机理研究[J]. 邓华锋,李建林. 水利学报. 2014(S2)
[9]岩体分级BQ与RMR的关系及其力学参数估计[J]. 许宏发,陈锋,王斌,华中民,耿汉生. 岩土工程学报. 2014(01)
[10]基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用[J]. 夏开宗,陈从新,刘秀敏,郑允,周意超. 岩石力学与工程学报. 2013(07)
本文编号：3338627
【文章来源】：水利学报. 2020,51(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
三峡库区巫峡段消落带岩体劣化导致斜坡稳定性降低
Schwartz[27]根据印度石灰岩三轴实验得出该准则的适用范围是从剪切破坏到延性破坏的转折点σ1=4σ3之前，该准则被最新版H-B准则[28]所采纳（图2);Mogi[29]则指出该剪切破坏到延性破坏的转折点是σ1=3.4σ3。可见H-B准则的适用范围更多仅适用于剪张脆性破坏，对于高围压状态下的深埋硐室与矿山边坡强度估算是不合理的[30]，不能随意扩大H-B准则的适用外延。2.2 改进的GSI定量评价方法
观察图6、图7发现随着GSI值的降低，在围压σ3一定的情况下，最大主应力σ1逐渐减小。对于σ3=0时，结构面处单轴抗压强度σ1下降率高达80.71%(GSI从63.8降至36.0）。对于σ3=0.186MPa时，结构面处近似真实最大主应力σ1下降率高达68.24%(GSI从63.8降至36.0）。对于σ3=5.7882MPa时，结构面处最大主应力σ1下降率达37.59%(GSI从63.8降至36.0）。在GSI为一定值的情况下，随着围压增大最大主应力σ1逐渐增大。且同等范围的GSI下降，对应的最大主应力σ1下降幅度，高围压状态要小于低围压状态。这表明岩体三轴受压应力状态对岩体的强度提高有促进作用，同时高围压状态可有效抑制岩体劣化的程度，这与原位跨孔声波测试及井下电视观察是一致的。图7 不同GSI、围压σ3对应的最大主应力强度σ1（结构面深度6.2m)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hoek-Brown准则的脆性不等式及其对GSI取值的限制[J]. 朱勇,周辉,张传庆,吕涛. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[2]三峡工程库区岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究[J]. 黄波林,殷跃平,张枝华,王健,秦臻,闫国强. 岩石力学与工程学报. 2019(09)
[3]The Hoeke-Brown failure criterion and GSI-2018 edition[J]. E.Hoek,E.T.Brown. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(03)
[4]大理岩干湿循环力学特性试验研究[J]. 王伟,龚传根,朱鹏辉,朱其志,徐卫亚. 水利学报. 2017(10)
[5]库水波动下堆积层滑坡稳定性研究[J]. 赵瑞欣,殷跃平,李滨,王文沛. 水利学报. 2017(04)
[6]干湿循环和化学腐蚀共同作用下单裂隙非贯通试样力学特征的试验研究[J]. 韩铁林,师俊平,陈蕴生. 水利学报. 2016(12)
[7]Reservoir-induced landslides and risk control in Three Gorges Project on Yangtze River,China[J]. Yueping Yin,Bolin Huang,Wenpei Wang,Yunjie Wei,Xiaohan Ma,Fei Ma,Changjun Zhao. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016(05)
[8]库水位变化对库岸边坡变形稳定的影响机理研究[J]. 邓华锋,李建林. 水利学报. 2014(S2)
[9]岩体分级BQ与RMR的关系及其力学参数估计[J]. 许宏发,陈锋,王斌,华中民,耿汉生. 岩土工程学报. 2014(01)
[10]基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用[J]. 夏开宗,陈从新,刘秀敏,郑允,周意超. 岩石力学与工程学报. 2013(07)
本文编号：3338627
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