基于尺寸效應的邊坡巖體力學參數(shù)確定方法研究.pdf

1、巖體是由完整巖石與結構面共同組成的綜合體。巖體的力學性質主取決于完整巖石的力學性質和結構面的力學性質，但并不等于兩者的簡單疊加。結構面的存在破壞了巖體的連續(xù)性和完整性，盡管國內外學者從理論推導、經(jīng)驗總結、室內外試驗、模型試驗及數(shù)值模擬等多個角度均有過詳細研究，但是應用現(xiàn)有的各種計算方法確定復雜節(jié)理巖體的強度，其結果仍不太理想，目前，還難以對工程巖體強度的進行準確把握。
　　 巖體結構面及巖石材料內部缺陷的存在使巖體存在尺寸效應問

2、題，實際上對尺寸效應的研究過程中，更多集中在不同尺寸的標準試件上，但這種標準試件與實際的工程巖體存在很大差異，該方法獲得的研究結果并不能在工程中得到廣泛的應用。采用尺寸效應中表征單元體與分形理論相結合的方法確定邊坡巖體力學參數(shù)為一條很好的新途徑。先對邊坡進行現(xiàn)場地質調查，然后采用分形理論推導計算獲得巖體表征單元體的大小，再對表征單元體采用細觀損傷力學或數(shù)值模擬計算即可獲得我們所需的邊坡巖體參數(shù)。該方法的核心就是對表征單元體大小的確定上，

3、通過獲得邊坡巖體的表征單元體的大小，就可以更加快速準確的得到巖體參數(shù)值。
　　 本文開展的研究工作主要包括以下方面:
　　 (1)對巖體結構面幾何參數(shù)的描述，測量，及概率分布等特性做系統(tǒng)的總結和整理，并采用邊坡滑移拉裂和滑移彎曲兩種典型破壞模式，得到了邊坡高度對邊坡穩(wěn)定性的影響，同時，根據(jù)野外對邊坡結構面統(tǒng)計，在BQ指標分級的基礎上，對邊坡巖體質量分級進行了坡高和結構面產(chǎn)狀與坡面關系的修正;
　　 (2)根據(jù)尺寸

4、效應試驗研究成果及尺寸效應與REV之間的關系，結合數(shù)值模擬的結果，分析了巖石（體）尺寸效應機理;
　　 (3)邊坡巖體結構面跡長存在分形這一特性，采用分形的自相似性結合巖體尺寸效應特征得到了確定表征單元體REV尺寸的公式，提出了采用數(shù)值模擬分析法和細觀損傷力學獲取巖體力學參數(shù)的方法;
　　 (4)在對邊坡結構面幾何參數(shù)準確調查的基礎上，采用Monte-Carlo方法生成了邊坡巖體結構面網(wǎng)絡，并對不同尺寸的巖體進行數(shù)值模擬