CN100565176C - 岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法 - Google Patents

岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法 Download PDF

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本发明涉及岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，本发明克服以往无法根据直剪试验方向的结构面抗剪强度确定潜在滑移破坏方向结构面抗剪强度，而提供一种原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定潜在滑移破坏方向结构面抗剪强度的方法。

Description

岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法
(一)技术领域
本发明涉及岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，适用于根据结构面直剪试验抗剪强度确定具有抗剪强度各向异性岩体结构面的潜在滑移方向抗剪强度值的场合。
(二)背景技术
在本发明作出之前，尚没有岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法。岩体结构面抗剪强度具有各向异性特征，不同方向结构面抗剪强度的直剪试验结果离散性很大，任意选取结构面直剪试验方向进行直剪试验得到的抗剪强度值并不能客观地代表潜在滑移方向的岩体结构面抗剪强度值。工程实践中，很难做到结构面直剪试验方向恰巧与结构面潜在滑移方向严格一致，由于没有岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，无法根据直剪试验方向的结构面直剪试验结果，客观确定潜在滑移方向的岩体结构面抗剪强度值。
研究表明，结构面抗剪强度与粗糙度系数具有很强的相关性。因此，可以由直剪试验方向结构面的粗糙度系数定向统计值与潜在滑移破坏方向结构面的粗糙度系数定向统计值的相关性来建立岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法。
(三)发明内容
本发明的目的是解决由于没有岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，而无法根据直剪试验方向的结构面抗剪强度确定潜在滑移破坏方向结构面抗剪强度的缺点，提供一种原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定潜在滑移破坏方向结构面抗剪强度的方法。
本发明所述的岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，包含以下顺序步骤：
(1)岩体结构面直剪试样取样前，在原位岩体结构面表面均匀布置测量方向，测量方向间隔为10°；
(2)在每一测量方向，按直剪试验方向结构面试样的取样长度L0(L0＝10cm)均匀布置测量线段，测量线段数至少达到30段；分别对各测量线段进行结构面粗糙度系数统计测量，由公式 JRC 0 = 49.2114 e 29 450 arctan ( 8 R Y 0 10 ) 求得取样长度为L0的结构面粗糙度系数统计值JRC0；式中RY0为取样长度为L0的结构面表面轮廓曲线幅度值，单位为cm
(3)根据各方向结构面粗糙度系数测量统计值JRC0，作结构面粗糙度系数(JRC0)各向异性图；
(4)在结构面粗糙度系数(JRC0)各向异性图上求得直剪试验方向的结构面粗糙度系数值JRC0(试)和滑移破坏方向的结构面粗糙度系数值JRC0(滑)；
(5)根据直剪试验结构面抗剪强度τ0(试)，由公式
Figure C20071006841200042
确定潜在滑移方向的岩体结构面抗剪强度τ0(滑)。
本发明的有益效果在于克服以往无法根据直剪试验方向的结构面抗剪强度确定潜在滑移破坏方向结构面抗剪强度，提供一种原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定潜在滑移破坏方向结构面抗剪强度的方法。
四)附图说明
图1是根据表1资料绘制的粗糙度系数各向异性图。
(五)具体实施方式
一种岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，包含以下顺序步骤：
(1)岩体结构面直剪试样取样前，在原位岩体结构面表面均匀布置测量方向，测量方向间隔为10°；表1列出了小浪底硅质细砂岩节理直剪试验取样长度(L0＝10cm)的粗糙度系数测量统计结果。
(2)在每一测量方向，按直剪试验方向结构面试样的取样长度L0(L0＝10cm)均匀布置测量线段，测量线段数至少达到30段；分别对各测量线段进行结构面粗糙度系数统计测量，由公式 JRC 0 = 49.2114 e 29 450 arctan ( 8 R Y 0 10 ) 求得取样长度为L0的结构面粗糙度系数统计值JRC0；式中RY0为取样长度为L0的结构面表面轮廓曲线幅度值，单位为cm
(3)根据各方向结构面粗糙度系数测量统计值JRC0，作结构面粗糙度系数(JRC0)各向异性图；图1是根据表1资料绘制的粗糙度系数各向异性图。
(4)在结构面粗糙度系数(JRC0)各向异性图上求得直剪试验方向的结构面粗糙度系数值JRC0(试)和滑移破坏方向的结构面粗糙度系数值JRC0(滑)；由图1可知，直剪试验方向(0°)的粗糙度系数测量统计值JRC0(试)为13.8，潜在滑移方向(16.8°)的粗糙度系数JRC0(滑)为12.3。
(5)根据直剪试验结构面抗剪强度τ0(试)，由公式确定潜在滑移方向的岩体结构面抗剪强度τ0(滑)。五个10cm×10cm结构面试样的直剪试验抗剪强度τ0(试)为τ0(试)＝1.2922MPa，代入公式求得潜在滑移方向的岩体结构面抗剪强度τ0(滑)为τ0(试)＝1.1517MPa。
表1  节理表面12个方向粗糙度系数实测统计结果
Figure C20071006841200054

Claims (1)

1、一种岩体结构面潜在滑移方向抗剪强度确定方法，包含以下顺序步骤：
(1)岩体结构面直剪试样取样前，在原位岩体结构面表面均匀布置测量方向，测量方向间隔为10°；
(2)在每一测量方向，按直剪试验方向结构面试样的取样长度(L0)均匀布置测量线段，测量线段数至少达到30段；分别对各测量线段进行结构面粗糙度系数统计测量，由公式 JRC 0 = 49.2114 e 29 450 arctan ( 8 R Y 0 10 ) 求得取样长度为L0的结构面粗糙度系数统计值JRC0，式中RY0为取样长度为L0的结构面表面轮廓曲线幅度值，单位为cm；
(3)根据各方向结构面粗糙度系数统计值JRC0，作结构面粗糙度系数各向异性图；
(4)在结构面粗糙度系数各向异性图上求得直剪试验方向的结构面粗糙度系数值JRC0(试)和滑移破坏方向的结构面粗糙度系数值JRC0(滑)；
(5)根据直剪试验结构面抗剪强度τ0(试)，由公式
Figure C2007100684120002C2
确定潜在滑移方向的岩体结构面抗剪强度τ0(滑)。
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