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长白山龙门峰高陡边坡岩体质量评价

李明  
【摘要】:岩体质量的好与坏是关于在复杂岩体工程中地质特性的综合反映。它不仅可以客观地去反映岩体结构固有的物理和力学特性,而且可以为工程稳定性分析、岩体的合理利用以及正确选择各类岩体的力学参数等提供了可靠的依据。因此,对岩体质量进行评价是沟通岩体工程勘察、设计和施工的桥梁与纽带。我国是一个以山区面积(占陆地国土面积的85%以上)为主的多山的国家,全国约70%的人口生计依赖于山区的资源。近年来,崩塌落石等地质灾害的频繁发生,崩塌落石的灾害具有分布广、数量多、危害性大等特点,地质灾害发生的不确定性、随机性和突发性等特点直接威胁并造成了大量人员伤亡和经济损失的不断增加。自1998年以来,长白山地区发生过多次不同程度的崩塌落石灾害,开展对该地区的岩体质量评价的研究,准确地掌握地质灾害发生的自然规律,在防治中取得事半功倍的效果。本论文以“长白山天池地区地质灾害防治勘察”项目为依托,主要以直接威胁游人生命安全的龙门峰为研究对象,对龙门峰高边坡的岩体质量进行研究。 岩体是有结构的,它的变形和破坏是由岩体结构面来控制,岩体变形不仅是材料的变形,而且在许多情况下是结构的变形。岩体的破坏也不仅是材料的破坏,而且在许多情况下是结构上的失稳。研究区及长白山天池周边地区陡坡多数由粗面岩组成,现场调查裂隙十分发育,粗面岩属脆性岩石,抗折能力较差,被近直立节理切割的板、柱状岩体在重力作用下发生弯曲,弯曲一定程度后被折断,因而脆性粗面岩的存在也是易发生崩塌的原因之一。 岩体统计均质区是裂隙岩体研究的一个非常重要的内容,也是三维裂隙网络等的基础研究范围。Miler等对岩体统计均质区的划分进行过详细客观的计算与描述,在已有的统计均质划的划分中,大多是采用裂隙的产状要素进行考虑。值得一提的是,不同分组的裂隙不仅在产状上有所区别,在迹长等要素上也表现迥异,文章当中在列联表卡方检验基础上建立起考虑裂隙岩体迹长的方法用来划分岩体的统计均质区,即在统计均质区划分过程中考虑裂隙迹长的因素,通过列联表卡方检验建立两对比样本,计算对比样本各属性之间的实际频率,计算卡方值与临界卡方值。在判断样本之间是否具有统计相似性的基础上,建立了确定统计均质区的划分方法,使得裂隙岩体统计均质区划分更为全面与客观。 基于概率统计的可拓学分析方法是通过蒙特卡洛模拟,在可拓学理论基础上添加了统计学思想,形成了一种基于概率统计的可拓学分析方法。假设所有对象中的所有分析指标服从正态分布,根据其均值及方差进行随机模拟,同时取出所有模拟对象的一个值,建立其中一组对象的待评物元,采用上述可拓学步骤,计算其所属类别,计算各类别结果的概率。本章在可拓学理论基础之上添加了蒙特卡洛模拟的思想,使得在数据的处理上更加贴近工程实际,目前,国内外现有相关文献资料研究较少,故运用此方法对岩体质量分级进行划分是一种尝试。


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