岩石边坡开挖主要参数汇总

设计参数和设计标准4.1 人工素填土物理力学参数取值1）素填土天然重度γ取20.00KN/m3，饱和重度γ取20.50KN/m3。

2）天然抗剪强度指标C取0kPa，φ取30°，饱和抗剪强度指标C取0kPa，φ取28°。

3）岩土交界面C取0kPa，φ取26°。

4.2 粉质粘土物理力学参数取值：1）粉质粘土天然重度γ取19.6KN/m3，饱和重度γ取19.90KN/m3。

2）天然抗剪强度指标C取30.61kPa，φ取12.36°，饱和抗剪强度指标C取22.27kPa，φ取8.96°。

3）粉质粘土压缩模量取4.52MPa。

4.3砂岩物理力学参数取值1）中等风化砂岩天然单轴抗压强度标准值40.6MPa，饱和单轴抗压强度标准值31.31MPa；2）砂岩天然重度取γ=24.00KN/m3，饱和重度取γ=24.50KN/m3。

3）砂岩岩体凝聚力C=2.363MPa；砂岩体内摩擦角φ=38.7°；4.4 泥岩物理力学参数取值1）中等风化泥岩天然抗压强度标准值6.62MPa，饱和抗压强度标准值4.19MPa；2）泥岩天然重度取γ=25.30KN/m 3，饱和重度取γ=25.60KN/m 3。

4.5 结构面（裂隙面）抗剪强度参数标准值：边坡岩体裂隙结构面抗剪强度粘聚力c=50 kPa ，内摩擦角φ=18°；岩体层面结合很差，岩层层面抗剪强度粘聚力c=45 kPa ，内摩擦角φ=16°。

4.6砂岩岩质边坡岩体类型为Ⅲ类，等效内摩擦角取58°。

4.7M30砂浆与砂岩的粘结强度特征值建议取400 kPa ，与泥岩的粘结强度特征值建议取250 kPa 。

4.8边坡破裂角取破裂角 64245=+ϕ和外倾结构面倾角的小值为64°；4.9工程安全等级为二级，重要性系数：γ0=1.0。

4.10坡顶均布荷载按30KN/m 2考虑。

5、设计方案采用分阶锚喷支护，上阶放坡+锚喷护面支护，放坡坡率1：0.3，下阶直立切坡+锚喷支护，直立切坡高度4.0m ，切坡位置与红线齐平。

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 CBC 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-=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7.37.3 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。

边坡力学参数取值L岩体结构面抗剪强度指标的试验应符合现行国家标准《工程岩体试验方法标准》GB/T50266的有关规定。

当无条件进行试验时，结构面的抗剪强度指标标准值在初步设计时可按表4.3.1并结合类似工程经验确定。

注：1除第1项和第5项外,结构面两壁岩性为极软岩、软岩时取较低值；2取值时应考虑结构面的贯通程度；3结构面浸水时取较低值；4临时性边坡可取高值；5已考虑结构面的时间效应；6未考虑结构面参数在施工期和运行期受其他因素影响发生的变化，当判定为不利因素时,可进行适当折减。

2、岩体结构面的结合程度可按表4.3.2确定。

表4.3.2结构面的结合程度注：1起伏度：当R A≤1%,平直；当1%V R A≤2%时，略有起伏；当2%<RA时，起伏；其中R A=A∕L,A为连续结构面起伏幅度(Cm),L为连续结构面取样长度(Cm),测量范围L一般为1.0m~3.0m;2粗糙度：很光滑，感觉非常细腻如镜面；光滑，感觉比较细腻，无颗粒感觉；较粗糙，可以感觉到一定的颗粒状；粗糙，明显感觉到颗粒状。

3、当无试验资料和缺少当地经验时,天然状态或彻口状态岩体内摩擦角标准值可根据天然状态或饱和状态岩块的内摩擦角标准值结合边坡岩体完整程度按表4.3.3中系数折减确定。

注：1全风化层可按成分相同的土层考虑；2强风化基岩可根据地方经验适当折减。

4、边坡岩体等效内摩擦角宜按当地经验确定。

当缺乏当地经验时，可按表4.3. 4取值。

注：1适用于高度不大于30m的边坡；当高度大于30m时，应作专门研究；2边坡高度较大时宜取较小值；高度较小时宜取较大值；当边坡岩体变化较大时，应按同等高度段分别取值；3已考虑时间效应；对于H、史、IV类岩质临时边坡可取上限值，I类岩质临时边坡可根据岩体强度及完整程度取大于72。

的数值；4适用于完整、较完整的岩体；破碎、较破碎的岩体可根据地方经验适当折减。

5、边坡稳定性计算应根据不同的工况选择相应的抗剪强度指标。

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容。

可按规适用围选择使用；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》GB50307-1999 ~140页《水利水电工程水文地质勘察规》SL373-2007 62~63页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》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级《水利水电工程地质勘察规》（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）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）。

《工程地质手册》第三版936页（4）水力坡降允许水力坡降等于临界水力坡降被安全系数除，一般安全系数值取2.0~3.0，即Ⅰ允= Ⅰ临/2.0~3.0。

《建筑工程勘察技术措施》P135、《建筑边坡工程技术规范》P23
一、岩体结构面的抗剪强度指标
宜根据现场原位试验确定。

二、边坡岩体等效内摩擦角
三、岩土对挡墙基底摩擦系数
四、岩土与锚固体粘结强度特征值
五、岩体内摩擦角
六、岩体物理力学参数
七、岩土的水平抗力系数
八、土质边坡计算时抗剪强度的选择
土质边坡按水土合算原则计算时，地下水位以下的土宜采用土的自重固结不排水抗剪强度指标；按水土分算原则计算时，地下水位以下的土宜采用土的有效抗剪强度指标。

（《建筑边坡工程技术规范》第4.5.6条）
九、岩、土质边坡坡率允许值
土质边坡的坡率允许值应根据经验，按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定；当无经验，且土质均匀良好、地下水贫乏、无不良地质现象和地质环境条件简单时，可按下表确定。

土质边坡坡率允许值
注：1、表中碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的粘性土；
2、对于砂土或充填物为砂土的碎石土，其边坡坡率允许值按自然休止角确定。

在保持稳定的状态下，岩质边坡开挖的坡率允许值按按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定。

对无外倾软弱结构面的边坡，可按下表确定。

岩质边坡坡率允许值
十、雨滴穿石，不是靠蛮力，而是靠持之以恒。

——拉蒂默
十一、。

岩土体物理力学参数在边坡稳定性定量分析中，岩土体的物理力学参数往往直接控制着稳定系数和支护工程量。

常规的获取参数的方法主要有试验法、经验法、工程地质类比法、反演分析法等。

此外，当边坡稳定受成组结构面和岩桥共同控制时，仍常采用结构面连通率，即采用结构面和岩桥强度进行加权平均来求取潜在滑移面的综合抗剪强度。

以下对两种参数获取方法进行简单介绍。

1.试验法试验法一般可分为室内试验和现场试验两类。

现场试验试件尺寸一般较大，多为（50～70）cm×（50～70）cm，它能保持岩土体的原始状态，并能反映结构面二、三级起伏差对强度的影响，但加工困难，周期长，试验费用相对较高。

室内试验试件一般较小，多为扰动样，存在尺寸效应问题，但取样简单，可以开展各种不同工况下的试验，如三轴直剪试验、饱和固结快剪试验、饱和固结排水剪试验、慢剪试验等。

室内试验由于试验周期短，费用相对较低，可以大量开展。

目前，随着取样技术的发展，已具备取原状样的条件，且可在刚性伺服机上开展试验，能有效地确定有效正应力，控制剪切速度，试验成果较为真实可靠。

2.经验估算法可根据一些经验公式，如利用Hoek-Brown强度准则确定岩体的综合抗剪强度。

一般是在工程前期和缺乏试验的地区应用，该方法存在的问题是岩石强度权重偏大，应用在坚硬和极坚硬岩石中时，确定的抗剪强度常常偏高。

8.5.2 选择原则对于一些不重要或者工程前期缺乏试验资料的边坡，可通过经验法和工程地质类比法，初步确定岩土体的物理力学参数，以此估算边坡的稳定性和支护工程量。

对于一些已经失稳或正在变形的边坡，采用反演分析法来获取岩土体的物理力学参数是一种最有效的办法，但由于此时的抗剪强度已不是常规物理意义上的抗剪强度，而是岩土体抗剪强度参数、边界条件、地下水条件等因素的综合反映，因此，在应用时应严格注意条件的相似性。

同时，应考虑在工程有效期内工作条件的可能变化趋势对强度参数的影响，并适当进行调整。

关于岩质边坡力学参数的选择与应用１岩质边坡力学参数的确定1. 1 试验是力学参数的基础边坡稳定分析中，岩体和结构面参数的确定是重要的一部分。

岩体是天然地质体，有其发生、发展和改造的过程，其组成成分、结构、构造和赋存环境复杂多变，很难有均匀的、连续的、有规律的或两者完全一致的岩体。

岩体、包括结构面的宏观力学参数的确定是非常困难的。

目前比较实际的解决方法是：首先进行工程地质分区，使每个分区内的岩体大致有相对均匀、相对有规律的力学特性；然后选择有代表性的岩块、岩体和结构面，进行室内和野外试验，对试验成果进行统计、分析，得出有代表性的数据，最后结合具体地质条件和工程效应，提出力学参数建议值。

试验成果是提出力学参数的基础。

1. 2 不能直接使用试验数据的原因主要基于以下原因试验数据不能直接用于计算。

1) 天然地质体的复杂性由于岩体和结构面本身的复杂性，以及取样、试验方法的困难和局限性，试验成果不能直接使用。

首先是成果常有较大的分散性，取决于众多的复杂因素。

在进行统计分析时，人们经常认为试验数量不够，特别是由于大型原位试验有较大的难度，不可能作大量试验，这是个实际问题。

例如关于坝基抗滑稳定力学参数，在GB50287-99《水利水电工程地质勘察规范》中第５.３.２条第４款就规定：“控制坝基抗滑稳定的岩层或滑动面的原位抗剪和抗剪断试验组数不应少于４组。

”假如就做了４组试验，则抗剪断参数只有４个（采用单点法抗剪参数可以得到16～20个，然而关键数据仍是抗剪断强度）。

这４个抗剪断参数无论比较接近或比较分散，人们都可能怀疑其代表性。

即使取得足够数量的试验值，当人们了解这些不尽相同的值是由于不同因素的影响形成时，例如：壁面起伏、夹泥厚度、成分、结构、密实度和含水量，以及制样和试验过程中的不同情况等，人们还是怀疑能不能用简单的统计方法去对待这些试验成果。

特别是对于多组裂隙发育的岩体，即所谓的节理岩体，其抗剪断和抗剪参数与节理本身的强度，以及节理的产状、长度、间距、连通率和相互组合情况等密切相关，原位试验常常得出差异很大的成果。