结构面抗剪试验及强度参数影响因素分析

结构面抗剪强度参数是岩体工程稳定性分析和设计的重要参数之一。选取煤岩和砂岩两种岩性的软弱结构面进行剪切试验,采用最小二乘法、点群中心法和可靠度分析法对试验结果进行了对比分析;并考虑结构面倾角θ对试验结果的影响,推导出抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ的修正公式。研究表明,当试验结果相关性较好时利用最小二乘法确定c和φ最为方便快捷,当试验数据离散程度较高时,可靠度分析法处理精度较高;结构面倾角θ会使实验得到的粘聚力c和内摩擦角φ比真实值偏小,倾角越大,偏离越大。当加工的试件存在结构面倾角θ时,应尽量使试件处于下坡受剪状态。     

某工程岩体抗剪强度参数综合取值

某工程岸坡失稳、危岩、崩塌等重大地质问题突出，需要加强岸坡稳定性分析，而岩体抗剪强度参数的合理性直接影响分析结果的准确度。该文以室内实验获取的岩块抗剪强度参数为基础，采用折减法、工程岩体分级法、Hoek-Brown经验公式法、工程类比法分别确定了岩体抗剪强度参数，以各方法的可靠性排序设置权重因子，采用加权平均法确定了岩体抗剪强度参数建议值。经检验证明，建议值合理可靠，可在边坡稳定性精细化分析和设计优化时使用。     

工程岩体抗剪强度参数的可靠度分析

本文以溪洛水电站工程为例 ,根据可靠度原理 ,对坝区工程岩体抗剪强度试验资料进行了分析计算 ,得出了不同保证率下的抗剪强度参数值 ,并与传统的分析方法进行比较 ,结果表明 ,采用可靠度分析方法比较有效 ,有利于抗剪强度参数的合理确定。     

岩土三轴试验中的粘聚力与内摩擦角

根据莫尔-库仑破坏准则,岩土三轴试验的轴向破坏应力与围压之间呈线性关系。根据包络线定理,通过求解三轴试验应力圆包络线,得到粘聚力c、内摩擦角φ的计算公式。该公式具有物理意义明确,表述简单,且c、φ值可分别独立计算等特点,开辟了抗剪强度参数计算的新途径。据分析,粘聚力c与σc（零围压时的轴向破坏应力）成正比,随K（轴向破坏应力随围压变化的斜率）增大而下降;内摩擦角φ只随K增大单调升高。应用该公式列出了多组岩土工程中有一定代表性的岩土三轴试验数据。     

基于PLS法岩体边坡抗剪参数确定及稳定性分析

对于岩体抗剪强度的确定,采用偏最小二乘(PLS)法,以岩体基本参数点荷载强度、孔隙率、天然密度为基础,进行主元相关性提取分析。然后将自变量和因变量高维数据空间投影到相应低维特征空间,并将多元回归问题转化为若干一元回归问题,可更好地适用于样本数较少而因变量数较多的参数回归分析。针对实际边坡分析,通过PLS法确定的岩体抗剪强度参数,以弹塑性破坏为准则计算边坡的破裂形态,FLAC3D强度折减法计算边坡的安全系数。并与原勘察报告提供的岩体抗剪强度参数计算边坡破裂形态和安全系数相比较,不管从剪切破裂面分布特征,还是安全系数大小,PLS法确定的岩体抗剪参数,都能更好地反映实际岩体边坡的破裂形态和安全状态。因此PLS法确定岩体抗剪强度参数可直接用于评价边坡的稳定状态,可以作为岩体力学参数拟合的一种有效方法。     

工程岩体抗剪强度参数的可靠度分析

本文根据可靠度分析原理，以溪洛渡水电站工程为例，对该电站坝区工程岩体抗剪强度试验数据进行了分析计算，得出了不同保证率下的抗剪强度参数值，并与传统的分析方法进行比较，结果表明，采用可靠度分析方法得出的参数比较合理。     

边坡岩体抗剪强度计算参数取值方法的探讨

边坡岩体抗剪强度参数是影响边坡稳定性的主要地质因素之一。文中总结了确定岩体抗剪强度参数的常用方法和影响参数选取的主要因素，指出岩体抗剪强度参数的确定应采用多种方法，以获得合理可行的结果。     

基于随机-模糊理论的散体物料抗剪强度参数的确定

基于岩土材料力学参数随机性和模糊性的基础上,以黑箐沟散体物料中型直剪试验资料为例,提出采用随机-模糊一元线性回归方法来确定散体物料的抗剪强度参数值(c,f),并根据回归系数的数字特征公式对c,f值的波动性和相关性进行了检验。通过与最小二乘法的计算结果对比可见,随机-模糊一元线性回归方法得出的回归方程与试验点的整体符合程度要优越于最小二乘法,说明采用该方法得出的力学参数能够更好地反映散体物料固有的力学特性。     

双剪双参数统一强度准则改进式及其应用

通过莫尔圆分析发现，现有的双剪双参数统一强度准则在形式上可看成是对具有直线型强度包络线的Mohr Coulomb强度准则的改进.由于直线型强度包络线对岩石的抗拉强度特性解释不好，不如双曲线型强度包络线.为此，通过将现有的双剪双参数统一强度准则做相应的非线性化处理，导出了具有双曲线型强度包络线的双剪双参数统一强度准则改进式，并将其用于对静水压力条件下圆形巷道围岩的弹塑性分析.     

基于贝叶斯网的岩体抗剪强度区间概率分析

运用区间理论确定基于地质强度指标GSI的岩体抗剪强度的方法是近年来岩土界研究的新成果,因其合理性与可操作性被广泛应用.该文在此基础上,根据岩块体积Vb、节理表面系数Jc和地质强度指标GSI的定量关系,建立了按区间理论和贝叶斯网联合确定GSI区间概率的方法.根据Hoek-Brown与Mohr-Coulomb准则间的等效关系,采用区间理论确定基于GSI的岩体抗剪强度参数区间,进一步采用贝叶斯网对岩体抗剪强度参数区间分布进行概率分析.研究表明,该方法不仅可以确定出区间的上下限,而且可以得到各小区间的概率分布,为岩体抗剪强度的不确定性分析提供了一条新途径.     

曼家寨露天采场西帮边坡原位直剪试验研究

针对曼家寨露天采场工程地质现状,在西帮边坡通过现场调查确定出有代表性的岩土层,采用人工挖坑,用土石袋堆载方法进行了现场原位直剪试验。对试验数据整理分析,获得了τ-ε曲线图,用最小二乘法回归得出抗剪强度σ-τ关系曲线图和相应的抗剪强度参数c、Φ值及相关系数r。试验表明,西帮边坡原位直剪试验研究对露天采场边坡稳定性评价及工程治理优化具有重要价值。     

基于Hoek-Brown准则的岩体力学参数计算

在确定岩体地质强度指标(GSI)的基础上,通过将Hoek-Brown准则与Mohr-Coulomb准则相互变换的方法来求得节理岩体的力学参数。通过算例说明了这种方法的具体计算过程,并分析了岩体强度参数C,φ值与围压的关系,得出了一些结论。     

采用广义Hoek—Brown准则反算滑坡岩体强度

滑坡可能为一个实比例的大型岩体强度“试验”,它真实地反映特定地质和工程条件下边坡岩体的力学响应特性。本文采用非线性广义Hoek-Brown破坏准则,引入地质强度指标,为反算破裂结构岩体边坡破坏时所调动的抗剪强度参数提出一种简洁、实用的方法。     

滑带土中粘粒含量及含水量的变化对其强度影响的试验研究

为了定量分析不同的滑带土颗粒级配情况下粘粒含量及含水量对粘聚力c和内摩擦角φ等强度参数的影响机制及变化规律,利用卡拉水电站田三滑坡体滑带土,进行了不同级配、不同粘粒含量及不同含水量组合的多组直剪试验方法,以揭示岩质边坡结构面中粘土矿物含量及含水量的变化对边坡岩体强度参数c、φ影响机制及变化规律。试验结果表明:当含水量不大于塑限时,c值随粘土矿物含量的增加而呈非线性增大,当含水量大于塑限时,c值随着粘土矿物的增加,先减小后增大,在粘粒含量为35%时c值最低;φ值随着粘粒含量的增加而减小,且在粘粒含量小于25%时φ值减小的速度较快,当粘粒含量大于25%时减小的速度减缓;并采用粒子群优化算法对试验成果作以解析。     

基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征，传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性，提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值，经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC，壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据，并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型，采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数，通过蒙特卡罗法对其进行统计分析，确定了边坡的破 坏概率，并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性，是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

滑带土强度参数的确定方法

目前我国为地质灾害多发国家，滑坡是其中一种多发的地质灾害，对于滑坡体的稳定与否关系到国家和人民的生命财产安全。滑坡的稳定性分析、计算和治理工程设计所需的最基本、最重要的参数是滑带土的抗剪强度，滑带土的抗剪强度关系到采用治理措施的有效性。目前确定滑带土的抗剪强度参数C、φ值的方法较多，从试验法、经验法及反算法三方面讨论滑带土强度参数的确定。     

基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征,传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性,提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值,经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC,壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据,并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型,采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数,通过蒙特卡罗法对其进行统计分析,确定了边坡的破 坏概率,并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性,是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

高应力下花岗岩抗剪强度参数特征试验研究

为促进深部矿产资源的安全高效开采,基于取自程潮铁矿西区-395m水平的主要围岩花岗岩的试件,通过伺服试验系统开展高应力下的常规三轴压缩强度试验,研究花岗岩的破坏、强度和参数特征。研究结果表明:1)随着围压的增加,花岗岩的破坏形式由剪切破坏逐渐向剪切劈裂复合型破坏转变,破坏形态由单一破坏断面逐渐转变为多破坏断面,破坏断裂角逐渐减小。2)花岗岩的三轴强度和抗剪强度与围压的关系在低围压下基本均呈线性,在高围压下则均呈上凸的非线性。3)花岗岩抗剪强度参数具有明显的围压效应特征,具体表现为凝聚力和内摩擦角随着围压的增加分别呈逐渐增大和减小的趋势。结合Hoek-Brown准则对瞬态抗剪强度参数的确定进行了初探,结果表明参数推导值的变化趋势符合参数试验规律,但推导值与试验值存在一定的差异,说明Hoek-Brown准则在表征高应力下岩石三轴强度的非线性上仍存在局限,有待进一步研究。     

曼家寨东帮采场石英云母片岩原位直剪试验研究

石英云母片岩在曼家寨东帮采场普遍发育,研究其抗剪强度对于该边坡的稳定性评价具有重要的意义。采用堆载法,选取不同高程下的四个试点进行原位直剪试验,获得石英云母片岩的剪应力与剪切位移关系曲线,采用最小二乘法对不同高程下片岩的抗剪强度指标进行计算,得到对应的黏聚力c与内摩擦角φ。试验结果表明,曼家寨东帮采场石英云母片岩剪切强度随着法向应力的增大而增大,τ与σ呈明显的线性变化趋势,相关系数为0.968~0.998。高程H对石英云母片岩抗剪强度参数有着重要的影响,随着高程的增加,黏聚力c有逐渐降低的趋势,而内摩擦角φ变化无明显特征,即高程H对黏聚力c的影响程度大于其对内摩擦角φ的影响程度。     

岩石在饱和状态下的抗剪强度参数变化研究

基于自然状态和饱和状态下不同种类岩石试件的室内压剪实验,对2种状态下岩石抗剪强度参数(c,Φ)的变化情况进行比较分析.引入抗剪弱化系数η(ηc,ηΦ)以定量地描述参数变化幅度,并将其定义为2种状态下参数差值与自然状态下参数值的比值.实验结果表明:饱和状态下不同种类岩石的抗剪强度参数较自然状态下会有明显但程度不同的降低;ηc的值分布在0.1～0.4之间,ηΦ的值分布在0.2以内,且自然状态下岩石抗剪强度参数越大,η越小,反之亦然,并通过回归分析得出ηc与c,ηΦ与Φ的之间的函数关系,这对岩体工程设计有重要的实际意义.