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云南某露天矿东采区边坡岩体力学参数取值研究

杨泽  
【摘要】:由于岩体具有不均匀性、不连续性、不确定性和随时间变化的特性,岩体力学参数的合理取值是岩体力学研究中最困扰研究人员的瓶颈问题。目前岩体力学研究中许多理论、计算方法已经研究比较多,且取得了一些进展,如边坡稳定分析方法、岩石地基理论、散体固结理论等,而岩体(结构面)力学参数取值方面研究的比较少,进展比较缓慢,落后于实际工程应用,因此研究岩体力学参数取值有重大意义。不少工程的计算结果与实际有相当的差别,就在于参数确定不那么符合实践。对岩体力学参数的取值研究是一项最基础也是最有实际意义的工作。 本文针对当前岩体力学参数研究的难点进行了初步探索和研究,并将研究成果应用到实际边坡工程中。边坡的稳定性分析是以确定其岩土体力学强度参数为前提。本论文以云南某露天矿边坡岩体现场原位直剪试验为研究对象,首先根据室内力学试验结果,结合现场工程地质调查得出的岩体质量评价结果RMR,由经验公式Hoek-Borwn方法来确定岩体抗剪强度参数;然后由现场原位直剪试验得出的剪切试验数据,运用可靠度法、最小二乘法及随机—模糊法等相关数据处理方法,来获取比较符合现场实际的各主要岩体的抗剪强度参数;同时通过对抗剪强度经验估算方法和直剪试验的对比研究,检验经验估算方法计算的结果与直剪试验结果的差别,通过两者之间的对比结果的分析,看经验估算方法(Hoek-Borwn法)能否代替现场原位直剪试验,更好地发挥经验估算方法对工程岩体抗剪强度预测的功效。最后利用上述两种方法确定的岩体力学参数,建立该岩质边坡三维数值模型,采用岩土工程分析软件FLAC3D进行边坡稳定性模拟分析,通过模拟结果与现场情况的吻合程度来进行工程检验,分析和验证确定的岩体力学参数的合理性和可靠性。 通过参数对比分析以及现场工程检验表明: Ⅰ)可靠度法计算结果优越于最小二乘法和随机-模糊法,从可靠性观点考虑,这种方法在理论上更具一定代表性。 Ⅱ)在试验条件不允许的情况下或者采用现场原位直剪试验对坚硬岩体进行参数确定难度较大等条件下,经验估算法可以替代现场原位试验法用来确定岩体的力学参数。证明本文提出的方法有一定的可行性,为合理地确定岩体抗剪强度参数提供了一种可行而比较有效的途径。


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