貴州省某水庫拱壩地基巖體變形參數(shù)研究ppt

1、1小組報(bào)告會(huì)7/24/20222Studying Statuses and Developing Trends for Landslide PredictingG目 錄1.前言2.壩址區(qū)工程地質(zhì)條件3.巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究 4.巖體變形參數(shù)估算 5.結(jié)論31 前言 貴陽市息烽縣魚簡(jiǎn)河水庫擬建正常蓄水位高程1057.0m，壩高81m，壩型為碾壓砼拱壩，水庫長(zhǎng)2.7Km，總庫容1050萬m3。 41 前言51 前言 拱壩地基巖體變形問題是魚簡(jiǎn)河水庫主要的工程地質(zhì)問題。開展巖體變形參數(shù)研究，對(duì)該水庫工程優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程質(zhì)量控制具有舉足輕重的作用。61 前言 國(guó)內(nèi)外確定巖體變形模量的方法有許多種，現(xiàn)分述

2、如下：原位試驗(yàn)法 承壓板法一般在平硐中進(jìn)行，用該法求出的變形模量一般為塑性松動(dòng)圈內(nèi)的變形模量，其數(shù)值一般偏小，據(jù)Palmstrom.A(2001)，該變形模量與實(shí)際巖體變形模量之間的關(guān)系為2.5。 鉆孔巖體變形法在一個(gè)孔中可以測(cè)量幾個(gè)方向的變形等優(yōu)點(diǎn)。使用該法時(shí)，合理選擇加壓板長(zhǎng)度與孔徑之比是學(xué)術(shù)界和儀器設(shè)計(jì)選擇討論的熱點(diǎn)問題。71 前言 巖體質(zhì)量法 RMR Bieniawski(1976) Q法 Barton(1974) Rmi法 Palmstrom.A(1995) GSI法 霍克（Hoek，1995）及霍克、凱撒和寶登（Hoek, Kaiser和Baroden, 1995） 81 前言非線

3、性分析方法 非線性分析方法因考慮試驗(yàn)成果的離散性及定性參數(shù)的不確定性等特點(diǎn),已開始應(yīng)用于巖土工程,并取得了一定的成果。 模糊數(shù)學(xué) 隨機(jī)性理論 可靠性理論 層次分析法 智能識(shí)別 巖體損傷的分形模型等。91 前言地球物理方法 聲波測(cè)試法 核磁共振找水儀 分層 裂隙巖體的滲透系數(shù)（裂隙分布特征巖體結(jié)構(gòu)） 變形參數(shù)（巖體結(jié)構(gòu)與巖塊的強(qiáng)度（變形）確定） 兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系 101 前言解析法 解析法是按照變形等效或面積等效的方法計(jì)算巖體的綜合變形模量。潘家錚與原水利電力部第八工程局設(shè)計(jì)院曾給出含有夾層的巖體綜合模量；高安澤曾給出含有節(jié)理巖體的綜合模量，朱伯芳給出同時(shí)含有節(jié)理與夾層的二維等效彈性模量；胡卸

4、文，鐘沛林用面積等效的方法研究巖體的綜合變形模量，并與變形等效方法進(jìn)行對(duì)比。111 前言 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù) 近年來,試驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法也受到重視(周維垣等,1992;潘別桐等，1989；朱維申等,1995;何滿潮等,2001)。這是因?yàn)椋扇≡瓲蠲芗?jié)理巖體試樣非常困難，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來研究含足夠多節(jié)理的材料單元力學(xué)特性，所需試體尺寸可能達(dá)到十余米至數(shù)十米，這在很多情況下是不現(xiàn)實(shí)的。此外，由于巖體結(jié)構(gòu)的不均勻性與試驗(yàn)中的尺寸效應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果很難具有代表性。121 前言位移反分析 反分析是一中逆向思維，主要是為了求解巖體材料參數(shù)與地應(yīng)力，目前比較成熟的是彈性均勻介質(zhì)的位移反分析。劉懷恒等（19

5、90）,王芝銀等（1997）,宴啟鵬（1993）袁勇等（1993）、安關(guān)鋒（2002）在位移反分析中從不同角度均取得了一定成績(jī)。張治強(qiáng)、馮夏庭等（2000）利用監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行反演，對(duì)三峽工程永久船閘高邊坡巖體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析。131 前言其它方法 聚類分析 模糊數(shù)學(xué) 灰色系統(tǒng) 遺傳算法 統(tǒng)計(jì)分析等 141 前言 本文以貴州省魚簡(jiǎn)河水庫為例，采用原位試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)與各種參數(shù)估算方法相結(jié)合的方法對(duì)其拱壩地基巖體變形參數(shù)綜合研究，為拱壩優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。152壩址區(qū)工程地質(zhì)條件16G2壩址區(qū)工程地質(zhì)條件173.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn) 3巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究 3.1.1 試點(diǎn)布置 在平硐內(nèi)共完成

6、六組原位試驗(yàn)，試點(diǎn)編號(hào)為E1E6，其中E3E5試點(diǎn)布置在該平硐新開挖的支硐內(nèi)，試驗(yàn)段巖性均為松子嵌組的層狀泥巖與泥質(zhì)白云巖互層，各試驗(yàn)點(diǎn)的具體布置情況是：E1E4試點(diǎn)布置在泥質(zhì)白云巖巖層上，其中E1為鉛直受壓試點(diǎn)，E2E4為水平方向受壓試點(diǎn)；E5E6試點(diǎn)布置在泥巖巖層上，E5為水平方向受壓試點(diǎn)，E6為鉛直受壓試點(diǎn)。183.1.2 試驗(yàn)步驟 試驗(yàn)按照規(guī)程中的方法和步驟要求進(jìn)行。3.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn) 3巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究19巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究3.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn)水平加壓垂直加壓203.1.3 試驗(yàn)成果3巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究3.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn)213.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn)3巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研

7、究223巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究3.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn)由表可知，泥質(zhì)白云巖（垂直層面）彈性模量是變形模量的1.40倍，泥質(zhì)白云巖（平行層面）彈性模量是變形模量的1.95倍。233巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究3.1 現(xiàn)場(chǎng)承壓板試驗(yàn)243巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究3.2 巖體變形參數(shù)的計(jì)算機(jī)模擬253.2 巖體變形參數(shù)的計(jì)算機(jī)模擬根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量，第4區(qū)巖體的厚度為7m，巖體結(jié)構(gòu)模型取7m*7m*7m立方體模型,見圖3-1。圖3-1泥巖與泥質(zhì)白云巖互層巖體結(jié)構(gòu)3巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究263巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究5.2 巖體變形參數(shù)的計(jì)算機(jī)模擬有約束時(shí)垂直層面方向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線圍壓為3.5Gpa時(shí)垂直層面方向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)

8、系曲線273巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究5.2 巖體變形參數(shù)的計(jì)算機(jī)模擬由該模擬結(jié)果可以得出：（1）相同工況下平行層面方向的等效彈性模量大于垂直層面方向的等效彈性模量，體現(xiàn)出各向異性的特點(diǎn)，當(dāng)有約束時(shí)，各向異性系數(shù)為1.4-11.37；當(dāng)圍壓為3.5GPa時(shí)，各向異性系數(shù)為1.35-5.35；（2）當(dāng)平行層面施加荷載時(shí)，變形在加壓方向上出現(xiàn)拐點(diǎn)，該拐點(diǎn)的位置是離加載面0.5-1.5m，說明平行層面加壓時(shí)，離加壓位置0.5-1.5m的位置應(yīng)變最大，在該位置模量較小，在具體設(shè)計(jì)或施工時(shí)，只要將該范圍之內(nèi)的巖體進(jìn)行置換即可達(dá)到較好的效果。隨著軟硬巖之間的模量之比減小，該拐點(diǎn)距離加荷面的距離減?。?8（3）垂

9、直層面加壓時(shí)，軟巖對(duì)巖體的變形起控制作用；平行層面加壓時(shí)，硬巖對(duì)巖體的變形起控制作用。當(dāng)巖層為傾斜巖層時(shí)，隨著傾角的變大，巖體的變形從由硬巖控制逐步轉(zhuǎn)向由軟巖控制。5.2 巖體變形參數(shù)的計(jì)算機(jī)模擬巖體變形參數(shù)試驗(yàn)研究294巖體變形參數(shù)估算4.1 巖體質(zhì)量法4.1.1 VJC-RMR法304巖體變形參數(shù)估算4.1.1 VJC-RMR法4.1 巖體質(zhì)量法314.1.1 VJC-RMR法4巖體變形參數(shù)估算4.1 巖體質(zhì)量法324.1.2 Q法 4巖體變形參數(shù)估算4.1 巖體質(zhì)量法334巖體變形參數(shù)估算4.1.3 RMi法 4.1 巖體質(zhì)量法344.1.4 GSI法4巖體變形參數(shù)估算4.1 巖體質(zhì)量法

10、354巖體變形參數(shù)估算4.3 巖體損傷的分形模型364巖體變形參數(shù)估算4.3 巖體損傷的分形模型374巖體變形參數(shù)估算4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法384巖體變形參數(shù)估算394巖體變形參數(shù)估算40 4巖體變形參數(shù)估算41（1）承壓板試驗(yàn)所得出的結(jié)果（試驗(yàn)結(jié)果）比參數(shù)建議值小，出現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果偏差的主要原因是施工方法對(duì)其巖體結(jié)構(gòu)的影響，當(dāng)影響較小時(shí)，偏差較小，反之，偏差較大；通過GSI法建立了原位試驗(yàn)結(jié)果與巖體的真實(shí)變形參數(shù)之間的關(guān)系比較符合實(shí)際。5結(jié)論425結(jié)論(2)與Q分類法、分形幾何法和現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)法的結(jié)果對(duì)比分析表明，利用VJCRMR法估算層狀巖體的變形模量比較符合巖體的實(shí)際情況，是一種進(jìn)行巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)和參數(shù)估算較好的方法。43（3）RMR法、Q法、RMi法與GSI法從巖體結(jié)構(gòu)和巖石強(qiáng)度特征兩方面研究其變形模量，巖體損傷的分形模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、損傷聲波法從巖體結(jié)構(gòu)和巖石變形性質(zhì)方面研究其變形模量，原位試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)從巖體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、變形等方面綜合反映巖體的變形特征。綜合以上幾種方法