CN102900062A - 一种开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，它包括如下步骤：第一步是岩体的基础资料认识；第二步是卸荷岩体力学特性研究；第三步卸荷岩体多工况稳定分析；第四步开挖方案优化设计；第五步支护措施的采取，保护岩体；第六步监测岩体，反演分析。本发明在对开挖卸荷岩体稳定性进行分析时，主要思路是认识岩体、利用岩体、支护岩体到监测岩体，其综合多学科的知识，应用系统的方法进行分析，提供了具体工程开挖卸荷岩体的稳定分析的详细流程。
Description
技术领域
本发明涉及一种开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，属于水利水电工程领域。
背景技术
卸荷岩体力学研究涉及到多个学科，如工程地质、勘测技术、工程力学、工程结构和施工、工程数学、计算机和经济学等学科。卸荷岩体力学问题的解决需要用系统工程的原理与方法来研究。传统的岩体稳定分析方法中很少考虑岩体开挖卸荷引起岩体质量损伤劣化的特性，较少利用系统工程的原理与方法来分析。正是岩体开挖后，岩体部分方向处于卸荷的应力状态，岩体在加荷与卸荷应力状态下其力学特性如力学参数、岩体质量、各向异性、尺寸效应、屈服准则及本构关系相差较大，有必要采用适合开挖卸荷岩体力学特性的分析方法对其进行稳定分析评价。目前，国内外开展开挖卸荷岩体力学特性的研究越来越多，但就具体工程的稳定性分析评价进行如此系统综合分析的不多见。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种系统综合的分析流程，从认识岩体、利用岩体、支护岩体到监测岩体的全过程，涉及多学科的综合分析方法。
本发明采用的技术方案：
一种开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，它包括如下步骤：
第一步是岩体的基础资料认识，对具体的工程实际而言，首先应从地质条件分析入手，在分析地质资料结合现场勘探时，弄清区域地质构造稳定性、研究区域地形地貌、研究区域地层岩性、研究区域地质构造、研究区域水文地质条件、研究区域地应力分布特征和岩体初始力学参数，其为后续步骤的前提条件；
第二步是卸荷岩体力学特性研究，在岩体的基础资料的基础上对岩体开挖后的卸荷效应进行研究，它包括卸荷岩体力学参数、卸荷岩体质量评价、卸荷岩体各向异性、卸荷岩体尺寸效应、卸荷岩体屈服准则及卸荷岩体本构关系，这部分是卸荷岩体力学研究的核心内容，目的是掌握岩体力学特性与进一步认识岩体；
第三步卸荷岩体多工况稳定分析，结合工程实际，采用数值模拟的方法对开挖卸荷岩体进行稳定分析，具体为建立分析模型，选定初始力学参数，施加初始地应力，模拟初始 地应力场，计算开挖释放荷载，划分卸荷区，针对不同卸荷区，选用卸荷岩体力学参数，不同工况下岩体稳定分析；
第四步开挖方案优化设计，根据第三步的岩体稳定分析成果，对开挖方案进行优化设计，充分利用岩体自身的承载能力，其包括开挖体型优化、开挖步骤优化和施工方法优化；
第五步支护措施的采取，保护岩体，根据第三步的岩体稳定分析成果，选用合适的支护措施，保护岩体，对支护进行优化设计，其包括支护时间优化、支护区域优化和支护布置优化；
第六步监测岩体，反演分析，研究岩体的蠕变、监测成果反分析，结合工程监测数据，对岩体的力学参数进行反演，预测岩体的长期变形。
上述的第二步的卸荷岩体力学特性研究所采用的方法选取采取现场试验、室内模型与模拟试验、数值模拟方法中的一种或多种结合。
上述的第三步中的划分卸荷区的划分方法为通过开挖前后应力变化进行划分，开挖前后能量变化进行划分，位移变化划分或/和点安全度变化划分。
上述的支护措施为锚杆支护、锚索支护或/和护坡支护。
本发明取得的技术效果：
本发明在对开挖卸荷岩体稳定性进行分析时，主要思路是认识岩体、利用岩体、支护岩体到监测岩体，其综合多学科的知识，应用系统的方法进行分析，提供了具体工程开挖卸荷岩体的稳定分析的详细流程。
附图说明
图1为本发明的分析流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
参见图1，一种开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，它包括如下步骤：
第一步是岩体的基础资料认识，对具体的工程实际而言，首先应从地质条件分析入手，在分析地质资料结合现场勘探时，弄清区域地质构造稳定性、研究区域地形地貌、研究区域地层岩性、研究区域地质构造、研究区域水文地质条件、研究区域地应力分布特征和岩体初始力学参数，其为后续步骤的前提条件；
第二步是卸荷岩体力学特性研究，在岩体的基础资料的基础上对岩体开挖后的卸荷效应进行研究，它包括卸荷岩体力学参数、卸荷岩体质量评价、卸荷岩体各向异性、卸荷岩体尺寸效应、卸荷岩体屈服准则及卸荷岩体本构关系，这部分是卸荷岩体力学研究的核心 内容，目的是掌握岩体力学特性与进一步认识岩体，卸荷岩体力学特性研究所采用的方法选取采取现场试验、室内模型与模拟试验、数值模拟方法中的一种或多种结合；
第三步卸荷岩体多工况稳定分析，结合工程实际，采用数值模拟的方法对开挖卸荷岩体进行稳定分析，具体为建立分析模型，选定初始力学参数，施加初始地应力，模拟初始地应力场，计算开挖释放荷载，划分卸荷区，针对不同卸荷区，选用卸荷岩体力学参数，不同工况下岩体稳定分析，划分卸荷区的划分方法为通过开挖前后应力变化进行划分，开挖前后能量变化进行划分，位移变化划分或/和点安全度变化划分；
第四步开挖方案优化设计，根据第三步的岩体稳定分析成果，对开挖方案进行优化设计，充分利用岩体自身的承载能力，其包括开挖体型优化、开挖步骤优化和施工方法优化；
第五步支护措施的采取，保护岩体，根据第三步的岩体稳定分析成果，选用合适的支护措施，保护岩体，支护措施为锚杆支护、锚索支护或/和护坡支护，对支护进行优化设计，其包括支护时间优化、支护区域优化和支护布置优化；
第六步监测岩体，反演分析，研究岩体的蠕变、监测成果反分析，结合工程监测数据，对岩体的力学参数进行反演，预测岩体的长期变形。
Claims (4)
1.一种开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，其特征在于，它包括如下步骤：
第一步是岩体的基础资料认识，对具体的工程实际而言，首先应从地质条件分析入手，在分析地质资料结合现场勘探时，弄清区域地质构造稳定性、研究区域地形地貌、研究区域地层岩性、研究区域地质构造、研究区域水文地质条件、研究区域地应力分布特征和岩体初始力学参数，其为后续步骤的前提条件；
第二步是卸荷岩体力学特性研究，在岩体的基础资料的基础上对岩体开挖后的卸荷效应进行研究，它包括卸荷岩体力学参数、卸荷岩体质量评价、卸荷岩体各向异性、卸荷岩体尺寸效应、卸荷岩体屈服准则及卸荷岩体本构关系，这部分是卸荷岩体力学研究的核心内容，目的是掌握岩体力学特性与进一步认识岩体；
第三步卸荷岩体多工况稳定分析，结合工程实际，采用数值模拟的方法对开挖卸荷岩体进行稳定分析，具体为建立分析模型，选定初始力学参数，施加初始地应力，模拟初始地应力场，计算开挖释放荷载，划分卸荷区，针对不同卸荷区，选用卸荷岩体力学参数，不同工况下岩体稳定分析；
第四步开挖方案优化设计，根据第三步的岩体稳定分析成果，对开挖方案进行优化设计，充分利用岩体自身的承载能力，其包括开挖体型优化、开挖步骤优化和施工方法优化；
第五步支护措施的采取，保护岩体，根据第三步的岩体稳定分析成果，选用合适的支护措施，保护岩体，对支护进行优化设计，其包括支护时间优化、支护区域优化和支护布置优化；
第六步监测岩体，反演分析，研究岩体的蠕变、监测成果反分析，结合工程监测数据，对岩体的力学参数进行反演，预测岩体的长期变形。
2.根据权利要求1所述的开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，其特征在于，所述的第二步的卸荷岩体力学特性研究所采用的方法选取采取现场试验、室内模型与模拟试验、数值模拟方法中的一种或多种结合。
3.根据权利要求1所述的开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，其特征在于，所述的第三步中的划分卸荷区的划分方法为通过开挖前后应力变化进行划分，开挖前后能量变化进行划分，位移变化划分或/和点安全度变化划分。
4.根据权利要求1所述的开挖卸荷岩体稳定性综合分析方法，其特征在于，所述的支护措施为锚杆支护、锚索支护或/和护坡支护。
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