結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度演示文稿當(dāng)前第1頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)優(yōu)選結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度當(dāng)前第2頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)關(guān)于結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度估算方法的討論研究歷史結(jié)構(gòu)面匯報(bào)內(nèi)容抗剪強(qiáng)度確定的常規(guī)方法確定野外大規(guī)模結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度尺寸效應(yīng)當(dāng)前第3頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)20世紀(jì)70年代20世紀(jì)80年代奧地利學(xué)派Goodman、Barton等人孫廣忠20世紀(jì)50年代

研究歷史

TheResearchHistory結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體力學(xué)特性和工程穩(wěn)定性起控制作用結(jié)構(gòu)面是構(gòu)成巖體和巖塊力學(xué)與工程特性差異的根本原因結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)控制論

而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛使用，使得結(jié)構(gòu)面模擬技術(shù)的研究和發(fā)展也取得長(zhǎng)足進(jìn)步。當(dāng)前第4頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)

結(jié)構(gòu)面（Discontinuities）巖體是由巖石和分割巖塊的結(jié)構(gòu)面（又稱不連續(xù)面）組成的。結(jié)構(gòu)面在空間的分布狀態(tài)與組合形式構(gòu)成了巖體的結(jié)構(gòu)，它是決定巖體工程地質(zhì)特征和力學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵因素。不連續(xù)面巖石層面節(jié)理軟弱層面當(dāng)前第5頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)

結(jié)構(gòu)面

Discontinuities從強(qiáng)度上來講，結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于巖塊的強(qiáng)度，為巖體中的薄弱環(huán)節(jié)，常常是控制巖體強(qiáng)度和變形的關(guān)鍵。從結(jié)構(gòu)上來講，巖塊的形態(tài)、規(guī)模等特征由結(jié)構(gòu)面控制，完全取決于結(jié)構(gòu)面的組合、交切與圍限的情況。當(dāng)前第6頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)抗剪強(qiáng)度確定的常規(guī)方法經(jīng)驗(yàn)公式法經(jīng)驗(yàn)方法很多，以常用的巴頓強(qiáng)度準(zhǔn)則舉例說明。巴頓利用模型試驗(yàn),得出預(yù)測(cè)巖石裂隙抗剪強(qiáng)度的一般方程式中JRC為粗糙度系數(shù),介于0~20之間,對(duì)照典型裂隙模式圖選取；JCS為裂隙面面壁巖石抗壓強(qiáng)度；φb為巖石基本摩擦強(qiáng)度；當(dāng)前第7頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)抗剪強(qiáng)度確定的常規(guī)方法試驗(yàn)求抗剪強(qiáng)度目前工程上主要還是通過野外及試驗(yàn)室剪切試驗(yàn)來獲取結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)。方法是實(shí)測(cè)幾對(duì)正應(yīng)力和剪應(yīng)力值,

然后用最小二乘方法或圖解法計(jì)算出粘聚力c和摩擦角φ現(xiàn)場(chǎng)巖體抗剪試驗(yàn)裝置室內(nèi)直剪設(shè)備當(dāng)前第8頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)存在的問題巴頓強(qiáng)度準(zhǔn)則的不足之處巴頓公式包含三個(gè)待定指標(biāo)JRC,JCS和φb。三個(gè)指標(biāo)除φb在試驗(yàn)室條件下可以精確確定外,其余兩個(gè)都不能準(zhǔn)確確定?？疾楣娇梢钥闯?JCS即使確定不準(zhǔn)確,也不會(huì)對(duì)求取抗剪強(qiáng)度引起太大的誤差,但JRC明顯影響抗剪強(qiáng)度的大小。圖中所給的典型剖面不可能囊括野外結(jié)構(gòu)面所有的起伏特征,不同的工作者將確定出不同的JRC值,特別是對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的人來說確定出的JRC誤差可能較大。當(dāng)前第9頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)存在的問題抗剪試驗(yàn)的不足之處這種方法,實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)資料無法整理或?qū)φ沓龅慕Y(jié)果難以置信的情況,通常解釋為巖石的不均勻性造成的,本人認(rèn)為這種解釋忽略了試驗(yàn)過程中的一些因素,試驗(yàn)過程中法向應(yīng)力的設(shè)計(jì)方式也會(huì)產(chǎn)生上述情況。當(dāng)前第10頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)確定野外大規(guī)模結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度根據(jù)典型地質(zhì)單元試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合野外起伏特征綜合估定（一）平直或小規(guī)模起伏的結(jié)構(gòu)面試驗(yàn)尺寸足以容納這類結(jié)構(gòu)面的起伏特征,結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度與試驗(yàn)值相當(dāng)c=c’φ=φ’其中的c’和φ’為實(shí)驗(yàn)值當(dāng)前第11頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)確定野外大規(guī)模結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度根據(jù)典型地質(zhì)單元試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合野外起伏特征綜合估定（二）簡(jiǎn)單大規(guī)模起伏的結(jié)構(gòu)面大規(guī)模起伏是指試驗(yàn)尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能容納的起伏,這類起伏在結(jié)構(gòu)面受剪時(shí)一般表現(xiàn)為爬坡效應(yīng)。在野外測(cè)取有代表性的起伏角i,則抗剪強(qiáng)度為其中的c’和φ’為實(shí)驗(yàn)值’當(dāng)前第12頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)確定野外大規(guī)模結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度根據(jù)典型地質(zhì)單元試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合野外起伏特征綜合估定（三）多級(jí)序起伏的結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面具1,2,3…多級(jí)起伏,大多數(shù)級(jí)序的起伏試驗(yàn)尺寸不能包含。這種類型結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度難以準(zhǔn)確估計(jì),應(yīng)根據(jù)多種因素綜合估定。當(dāng)前第13頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)尺寸效應(yīng)巖石強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)：在同等的試驗(yàn)條件下，巖石的單向抗壓強(qiáng)度隨巖石試樣尺寸的增大而減小的現(xiàn)象。當(dāng)巖石試件的尺寸增大到一定值后，其強(qiáng)度一般趨于穩(wěn)定。在巖石生成或試件加工過程中，其內(nèi)部存在著各種不同性質(zhì)和不同方向的缺陷、空洞或裂隙，巖石試件尺寸較小時(shí)，內(nèi)部所含有的弱面數(shù)較少，因而其強(qiáng)度較高，當(dāng)巖石試件的尺寸較大時(shí)，其間所含有的弱面數(shù)目增多，其強(qiáng)度相應(yīng)地下降。但當(dāng)巖石試件的尺寸增大到一定值后，試樣中單位體積所含有的弱面數(shù)將趨于穩(wěn)定，因而其強(qiáng)度也相應(yīng)地趨于穩(wěn)定。當(dāng)前第14頁\共有15頁\編于星期三\10點(diǎn)尺寸效應(yīng)到20世紀(jì)70年代末，Barton等人把尺寸效應(yīng)引入了對(duì)結(jié)構(gòu)面粗糙度系數(shù)的研究中，