(完整版)岩土力学参数大全
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(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7.2)当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3砂岩 15.7 9.6 0.28 0.21 5.2 石灰石 39.8 36.0 0.18 0.25 14.5 页岩 66.8 49.5 0.17 0.21 25.3 大理石 68.6 50.2 0.06 0.22 26.6 花岗岩10.75.20.200.411.2流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D中用到的流动时间步长, tf 与孔隙度n ,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f kK nt ∝∆ (7.3) 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
(E, ν) 与(K, G )的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7。
2)当ν值接近0。
5的时候不能盲目的使用公式3。
5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多.最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值.表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7。
1土的弹性特性值(实验室值)(Das ,1980) 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23.这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3。
7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值.横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3流体弹性特性—-用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa.其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减.这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f kK nt ∝∆ (7。
3) 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K n m k C +=νν (7。
岩土名称风化程度岩土施工工程等级路堑边坡控制高度(m)综合内摩擦角(Φ)基底摩擦系数(f)容重γ(KN/m3)膨胀土III 627~30°0.317~19网纹状红土III 630~ 35°0.318~19一般黏性土II~III 835°0.318~19花岗岩全风化体II~III635~40°0.35~0.420顺层IV 8~ 25°0.35~0.5全风化III 635°0.320强风化IV 840°0.35~0.421全风化III 835~40°0.35~0.420全风化III 840°0.35~0.420顺层IV~V 10~ 35°0.35~0.51:1~01:01.3强风化III 01:01.540°0.4211:1~01:01.3注: ①土层、全风化岩层及泥质软岩,当地下水发育时,坡率及Φ值应降低一级或选用低限值;一般岩层, ②全风化及软岩地层承载力注意根据标贯、动探试验成果核对。
③土质(特别是膨胀土、红黏土)、软岩全~强风化层(如元古界千枚状板岩、绢云母板岩、泥质板岩;白垩系、下第 及花岗岩全风化层地段,工程指标的选取应考虑最不利情况,如墙后土体由于长期浸水可能达到饱和状态,致使1:1.5~1:2.01:1.5~1:1.751:1.25~1:1.51:1.5~1:1.75下第三系、白垩系泥质砂岩、含砾砂岩、粉砂岩、泥岩,元古界泥质板岩、千枚状板岩等软岩检算确定1:1.5~1:1.7501:01.5弱风化IV 101:1~1:1.25厚层状砾岩、含砾砂岩、钙质砂岩,砂质板岩、钙质板岩等软岩1:1.25~1:1.5强风化IV 101:1~1:1.2540~45°0.42240~ 45°0.422弱风化IV~V 121:0.75~1:155~ 50°0.4~0.523灰岩、白云岩、石英砂岩、硅质岩及钙铁质胶结的砾岩等硬质岩1:1~1:1.25强风化IV 121:0.75~1:145~ 50°0.522弱风化V 151:0.3~1:0.7555~ 65°0.5~0.624灰岩或砂岩夹泥岩、粉砂质泥岩、砂质泥页岩、泥灰岩夹页岩软硬岩互层或夹层检算确定强风化IV 601:01.340°弱风化V 1045~ 50°0.51045°0.421边坡坡率路堑边坡地层物理力学指标一览表0.52222碳质页岩、煤层,软硬岩互层6弱风化IV地基系数(k法MPa/m)地基系数(m法MPa/m)锚索摩阻力τ(Kpa)承载力σ0(kPa)150~200 3000~7000200~250 3000~5000150~200 3000~7000200~2503000~7000150180~200 5000~8000250250~3003000~7000200250 5000~1000060~9000~150200003000~70002003005000~15000120~10000~200150006000~150001200~20005000~8000200300岩层,当节理较发育,岩层较破碎时,选用低限值。
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN使用说明:1、资料涉及各行各业;2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用;3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料,很多为老版本,参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土的渗透性(1)渗透系数《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页土体的渗透系数值2《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页岩土体渗透性分级Lu:吕荣单位,是1MPa压力下,每米试段的平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级3《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)109页附录F (2)单位吸水量各种构造岩的单位吸水量(ω值)上表可以看出:同一断层内,一般碎块岩强烈透水;压碎岩中等透水;断层角砾岩弱透水;糜棱岩和断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 113页坝基(肩)防渗控制标准4注:透水率1Lu(吕荣)相当于单位吸水量0.01摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 118页。
(3)简易钻孔抽注水公式1)简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式1.57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中:γ---- 井的半径;h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值;h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值;S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离;H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版 927页2)简易钻孔注水公式当l/γ<4时0.366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中:K—渗透系数(m/d);l---试验段或过滤器长度(m);Q---稳定注水量(m3/d);s---孔中水头高度(m);γ---钻孔或过滤器半径(m)。
n 11i m i n ϕϕ==∑根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001),表征岩土工程性质的主要参数的特征值:⑴ 岩土参数的算术平均值: 根据公式:∑=Φ=Φni i n m 11 (3-1) ⑵ 岩土参数的标准差: 根据公式:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑∑=n i i i f n n 122111φφσ (3-2) ⑶ 岩土参数的变异系数: 根据公式:m f φσδ= (3-3)上几式中: Φm -算术平均值,σf -标准差,δ-变异系数Φi ——岩土的物理力学指标数据;n-参加统计的数据个数。
① 先用公式(3-1)和《物理力学指标统计表》求含水比αw 、液塑比Ir 的平均值a w 、I r ;② 根据a w ,I r 查《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)(用线性插值法)得f 0;③ 根据公式(3-2)和(3-3)分别求w a , Ir 的标准差f σ和变异系数δ; ④ 求综合变异系数δ和回归修正系数f ψ,查表得第二指标的折算系数ξ,根据公式:21ξδδδ+=得δ,根据公式:δψ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=2918.7884.21n nf 得f ψ。
④ 根据公式:fak f f ψ⨯=0求承载力ak f 。
预估单桩竖向承载力如下:⑴ 静压预制桩:据勘察成果,按预制桩规格为450mm ×450mm 的方桩,桩端进入圆砾⑥层2m 。
取ZK10号钻孔估算静压预制桩单桩竖向极限承载力Q u =4651.3kN (《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72—2004)中式 D.0.1p ps i sis u A q l q u Q ⋅+⋅=∑s β)。
单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=2326kN (K=2)最终单桩竖向承载力应通过现场静载荷试验确定。
⑵ 钻(冲)孔灌注桩:据勘察成果,桩径按2000mm ,桩端进入泥岩⑦层1.5m 。
取ZK10号钻孔估算单桩竖向极限承载力Q u =195722kN (《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72—2004)中8.3.12条∑∑==++=n i ni p pr ri sir r i sis s A q h q u l q u Q 11u )。
(E, ν与) (K, G) 的转换关系如下:KE3(1 2 )GE(7.2)2(1 )当 ν值接近0.5 的时候不能盲目的使用公式 3.5,因为计算的 K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值 (利用压缩试验或者P 波速度试验估计 ),然后再用 K 和 ν来计算 G 值。
表 7.1 和 7.2 分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值) (Goodman,1980) 表 7.1干密度 (kg/m 3)E(GPa) ν K(GPa)G(GPa)砂岩 19.3 0.38 26.8 7.0 粉质砂岩26.30.22 15.6 10.8石灰石 2090 28.5 0.29 22.6 11.1页岩 2210-25711.10.298.84.3大理石 270055.8 0.25 37.2 22.3花岗岩73.80.2243.930.2土的弹性特性值(实验室值) (Das,1980)表 7.2松散均质砂土 密质均质砂土松散含角砾淤泥质砂土 密实含角砾淤泥质砂土硬质粘土 软质粘土 黄土软质有机土冻土3弹性模量 E(MPa)泊松比 ν 干密度 (kg/m ) 1470 10-260.2-0.41840 34-690.3-0.45163019400.2-0.41730 6-14 0.2-0.5 1170-1490 2-30.15-0.251380610-820 2150各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量: E E 3 , ν12 , ν 和 G 13 ;正交各向异性弹性模型有9 个弹性模量 E1, 131,E 2,E 3,ν12 , ν , ν 和 G 23。
这些常量的定义见理论篇。
1323 ,G 12,G 13均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN使用说明:1、资料涉及各行各业;2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用;3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料,很多为老版本,参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土的渗透性(1)渗透系数《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页土体的渗透系数值2《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页岩土体渗透性分级Lu:吕荣单位,是1MPa压力下,每米试段的平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级3《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)109页附录F (2)单位吸水量各种构造岩的单位吸水量(ω值)上表可以看出:同一断层内,一般碎块岩强烈透水;压碎岩中等透水;断层角砾岩弱透水;糜棱岩和断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 113页坝基(肩)防渗控制标准4注:透水率1Lu(吕荣)相当于单位吸水量0.01摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 118页。
(3)简易钻孔抽注水公式1)简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式1.57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中:γ---- 井的半径;h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值;h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值;S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离;H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版 927页2)简易钻孔注水公式当l/γ<4时0.366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中:K—渗透系数(m/d);l---试验段或过滤器长度(m);Q---稳定注水量(m3/d);s---孔中水头高度(m);γ---钻孔或过滤器半径(m)。
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN使用说明:1、资料涉及各行各业;2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用;3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料,很多为老版本,参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土的渗透性(1)渗透系数《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页土体的渗透系数值2《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页岩土体渗透性分级Lu:吕荣单位,是1MPa压力下,每米试段的平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级3《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)109页附录F (2)单位吸水量各种构造岩的单位吸水量(ω值)上表可以看出:同一断层内,一般碎块岩强烈透水;压碎岩中等透水;断层角砾岩弱透水;糜棱岩和断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 113页坝基(肩)防渗控制标准4注:透水率1Lu(吕荣)相当于单位吸水量0.01摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 118页。
(3)简易钻孔抽注水公式1)简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式1.57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中:γ---- 井的半径;h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值;h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值;S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离;H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版 927页2)简易钻孔注水公式当l/γ<4时0.366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中:K—渗透系数(m/d);l---试验段或过滤器长度(m);Q---稳定注水量(m3/d);s---孔中水头高度(m);γ---钻孔或过滤器半径(m)。
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率花岗岩0.04 7 2.80 0.95 0.10〜-1.70流纹斑岩 1.10 7.40 2.00 0.14〜-1.65闪长岩0.25 7.00 1.25 0.18〜-1.00 正长岩— 2.54 0.48安山岩0.29 〜1.13 0.70 —玄武岩 1.10 4.30 2.30 0.20〜-1.00辉绿岩 1.00 7 2.20 1.70 0.30〜-0.80霏细岩0.29 T.10 2.20 0.20〜-1.00凝灰岩 1.59 7 2.23 1.80 0.18〜-0.35 火山角砾岩0.90 7 7.54 3.20 0.34 〜2.12安山凝灰集块岩0.40 〜4.10 2.10 0.14〜-4.00砾岩 2.00 T.10 3.20 0.40〜-1.00 砂岩 1.04 7 9.30 5.04 0.14 〜4.10砂岩(第三纪) 5.00〜20.00 13.00 1.00〜-9.00砂岩(白垩纪) 2.20〜42.00 15.30 —砂岩(侏罗纪)7.20〜-37.70 17.10 —砂岩(三迭纪) 4.20〜-24.60 13.20 —砂岩新鲜的0.60〜27.70 19.30 —风化的—21.11 —石英砂岩— 2.26 —石英砂岩新鲜的— 1.71 —风化的— 4.91 —页岩0.70 7.00 一 2.30〜-6.00 砂质页岩0.80 〜4.15 一—泥质页岩— 1.35 —煤质页岩— 1.03 —泥灰岩 1.00〜-52.00 18.00 1.00〜-5.00石灰石0.53〜27.00 12.00 0.20〜-6.40石灰岩(第三纪)—20.00 —石灰岩(中生代) 1.20〜26.50 11.65 —石灰岩(古生代)0.80〜27.00 12.00 —白垩 5.00〜-58.00 26.40 —石膏0.10 7 4.00 1.70 —硬石膏0.63 7 6.26 1.65 —片麻岩0.30 7 2.40 1.35 0.14〜-0.30 大理岩0.10 7 6.00 1.00 —白云岩0.30〜25.00 7.70 —石英岩0.00 7 8.70 2.40 0.02〜-0.28注:1.平均比重取:砂为 2.65 ;轻亚粘土为 2.70 ;亚粘土为2.71 ;粘土 2.74。
岩土的物理力学性质指标
岩土的物理力学性质指标应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点.选取与之有关的试样进行力学试验.测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表1 部分岩石的容重
表2 部分岩石的孔隙率与吸水率
表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标(一)
表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标(二)
表5 几种土的渗透系数表
表6 土的平均物理、力学性质指标(一)
表7 土的平均物理、力学性质指标(二)
注:1.平均比重取:砂为2.65;轻亚粘土为2.70;亚粘土为2.71;粘土2.74。
2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时.当Cu>5时应按表中所列值减少2/3。
Cu为中间值时. Eo 值按内插法确定。
3.对于地基稳定计算.采用内摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
岩石及软弱夹层的力学性质指标见表8至表25。
表8 岩石力学性质指标的经验数据(一)。
岩土主要物理力学指标参考值(2)溢洪道工程地质条件坝址溢洪道位于左坝肩斜坡顶部,进口段至坡顶地形较平缓,坡顶至出口段为降坡段,斜坡坡度25~28°。
浅表层为全、强风化石英闪长岩,工程地质条件与大坝左坝肩基本一致,但全、强风化石英闪长岩风化严重,抗冲刷能力较弱。
(3)放水、冲沙洞工程地质条件①隧洞地质条件洞区地形、地质条件较简单,主要物理地质作用为自然风化、剥蚀,无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用,未见断裂构造通过,整体稳定。
隧洞进口段为第四系冲洪积砾砂土覆盖层,结构松散,强度低,对洞口边坡需进行加固护坡。
隧洞洞身前段主要由弱风化石英闪长岩组成,岩体较破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ级,自稳能力较差,成洞后稳定性差,隧洞开挖容易产生局部塌方、掉块等挤压形式变形破坏;隧洞中段主要由微风化石英闪长岩组成,岩体较完整,自稳能力较好,开挖后可基本稳定,局部可能会出现岩块位移错动掉块;隧洞出口段主要由弱风化石英闪长岩组成,岩体较破碎,自稳能力较差,隧洞开挖容易产生局部塌方、掉块等挤形式压变形破坏。
隧洞出口段该段地层为第四系冲洪积漂石土覆盖层,结构松散,强度低,开挖易产生塌方。
②隧洞岩土物理力学特性隧洞岩土物理力学特性主要物理力学指标参考前表。
工程岩体分级标准(上)2010-04-15 | 作者:| 来源:中国地质环境信息网| 【大中小】【打印】【关闭】1 总则1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法;为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。
1.0.3 工程岩体分级,应采用定性与定量相结合的方法,并分两步进行,先确定岩体基本质量,再结合具体工程的特点确定岩体级别。
1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验,除应符合本标准外,尚应符合有关现行国家标准的规定。
2 术语、符号2.l 术语2.1.1 岩石工程rock engineering以岩体为工程建筑物地甚或环境,并对岩体进行开挖或加固的工程,包括地下工程和地面工程。
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7.2)当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n ,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f kK nt ∝∆ (7.3) 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K nm k C +=νν (7.4)其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中,'k ——FLAC 3D 使用的渗透系数k ——渗透系数,单位和速度单位一样(如米/秒) f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例,我么可以将K f 的值从其实际值(Pa 9102⨯)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。
一般岩土参数汇总岩土工程是土力学和岩石力学的综合应用,用于土壤和岩石的工程性质和行为的研究,以及基于这些特性的地下结构的设计和施工。
岩土参数是指描述土壤和岩石工程性质的一系列参数,包括物理性质、力学性质和水文性质等。
以下是一些常见的岩土参数的汇总:1.土壤物理性质-饱和度:表示土壤中孔隙空间被水饱和的程度。
-干度:表示土壤中的固体颗粒与孔隙的比例。
-孔隙度:表示土壤中空隙的体积比例,可以反映土壤的压缩性和渗流性能。
-孔隙比:孔隙总体积与固体总体积之比,反映土壤贮水能力。
-饱和导水率:表示水在饱和状态下通过土壤的能力。
2.土壤力学性质-压缩性指数:描述土壤的压缩性,反映了土壤孔隙结构变化的能力。
-剪切强度:表示土壤的抗剪切性能,通常包括剪切强度角、黏聚力和内摩擦角。
-体积重:土壤单位体积的重量。
-压缩模量:表示土壤的抗压缩性能。
-密度:土壤单位体积的质量。
-稠度:土壤颗粒排列的紧密程度。
3.土壤水文性质-渗透系数:描述土壤中水流通过的能力。
-吸力:表示土壤中的水分对负压的能力,反映土壤持水性能。
-比渗透率:表示单位负压条件下单位时间内通过单位面积的水分流量。
-饱和导水率:表示饱和状态下土壤中的水流速度。
4.岩石力学性质-抗压强度:岩石承受压力的抵抗能力。
-弹性模量:岩石在受力后恢复原状的能力。
-破坏韧度:岩石的破坏性能和抵抗破坏的能力。
-岩石饱和度:岩石孔隙中被水饱和的程度。
-岩石渗透系数:描述岩石中液体流动的能力。
除了上述的岩土参数,还有一些特殊的参数用于描述特定地质情况下的岩土性质:-风化程度:岩石的风化程度是指岩石中颗粒的破碎程度和颗粒之间的结合强度。
-腐殖质含量:描述土壤或岩石中有机物质的含量。
-土壤粒径分布:表示土壤颗粒的大小范围和分布情况。
这些岩土参数在工程设计、施工和监测中起到重要的作用,用于评估土壤和岩石的工程性质,指导地下结构的设计和施工,并评估地质灾害的潜在风险。
不同地区、不同类型的土壤和岩石具有不同的物理性质、力学性质和水文性质,因此在进行岩土参数的测定和分析时,需要充分考虑地质和地形条件的差异。
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG () 当ν值接近的时候不能盲目的使用公式,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表和分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表,土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980)表各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E1, E3,ν12,ν13和G13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E1,E2,E3,ν12,ν13,ν23,G12,G13和G23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室)表} 花岗岩流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D 中用到的流动时间步长, tf与孔隙度n ,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f k K nt ∝∆ () 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
|f'K nm k C +=νν ()其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中,'k ——FLAC 3D 使用的渗透系数k ——渗透系数,单位和速度单位一样(如米/秒) f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例,我么可以将K f 的值从其实际值(Pa 9102⨯)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。
常用岩土材料力学重要参数(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7.2)当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E1, E3,ν12,ν13和G13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E1,E2,E3,ν12,ν13,ν23,G12,G13和G23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n ,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f k K nt ∝∆ (7.3) 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K nm k C +=νν (7.4)其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中,'k ——FLAC 3D 使用的渗透系数k ——渗透系数,单位和速度单位一样(如米/秒) f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例,我么可以将K f 的值从其实际值(Pa 9102⨯)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。
基坑各向平均厚度(m)重度内摩擦角凝聚力土体与锚固体极限摩阻力标准值
东向南向西向北向γφ C
BC DE CD EF FA AB
填土8 5 9 4 5 10 19 10 13 18 粘土 5.5 7.5 2.5 8.5 6.5 2.5 18.5 12 15 30 圆砾0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 20 35 / 120 粉质粘土0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 19.5 19 25 60 强风化板岩 2.5 8.5 7.5 7 6.5 3.5 21.5 30 30 150 中风化板岩15 15 15 15 15 15 23.5 35 35 220
常用岩土材料力学参数
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:
)
21(3ν-=
E
K
)
1(2ν+=
E
G (7.2)
当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1
土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2
各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要
5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3
7.3 固有的强度特性
在FLAC 3D 中,描述材料破坏的基本准则是摩尔-库仑准则,这一准则把剪切破坏面看作直线破坏面:
s 13N f φσσ=-+ (7.7)
其中 )sin 1/()sin 1(N φφφ-+=
1σ——最大主应力 (压缩应力为负); 3σ——最小主应力
φ——摩擦角
c ——粘聚力
当0f s <时进入剪切屈服。
这里的两个强度常数φ和c 是由实验室的三轴实验获得的。
当主应力变为拉力时,摩尔-库仑准则就将失去其物理意义。
简单情况下,当表面的在拉应
力区域发展到3σ等于单轴抗拉强度的点时,t
σ ,这个次主应力不会达到拉伸强度—例如;
t 3t f σσ-= (7.8)
当0f t >时进入拉伸屈服。
岩石和混凝土的抗拉强度通常有由西实验获得。
注意,抗拉强度不能超过σ3, 这是和摩尔-库仑关系的顶点的限制是一致的。
最大的值由下式给出
φ
σtan c
t
max =
(7.9) 表7.4列出了一系列具有代表性的典型的岩石标本的粘聚力、摩擦角和抗拉强度值。
土体的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值见表7.5。
土体强度用无侧限抗压强度u q 表示,u q 与粘聚力C 和摩擦角φ的关系由下式确定
/2)2ctan(45q u φ+= (7.10)
岩石的强度特性值(实验室测定) 表7.4
土体的强度特性值(排水实验测定)表7.5。