岩体结构面几何参数的确定

岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算方法研究一、引言岩体是地质工程中常见的工程材料，其结构面的粗糙度对工程稳定性有着重要的影响。

岩体结构面的粗糙度评价及峰值抗剪强度估算方法的研究，对工程施工和设计具有重要的指导意义。

本文将从岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算方法入手，深入探讨相关内容。

二、岩体结构面粗糙度评价1. 岩体结构面粗糙度的含义岩体结构面的粗糙度是指岩石结构面的几何形态和表面特征，包括凹凸不平、沟槽纵横等特征。

粗糙度是表征岩体结构面不规则程度的重要参数，直接影响岩体的稳定性和抗剪强度。

2. 岩体结构面粗糙度评价方法目前常用的岩体结构面粗糙度评价方法包括视觉法、分形分析法、地面探测技术等。

视觉法是利用肉眼判断岩体表面凹凸程度和表面特征的方法，分形分析法则是通过分形维数等参数来描述岩体结构面的几何形态。

地面探测技术包括激光扫描技术、地质雷达等，能够实时获取岩体结构面的数据，并进行数字化处理。

三、峰值抗剪强度估算方法研究1. 峰值抗剪强度的概念岩体结构面的峰值抗剪强度是指岩体在抗剪载荷作用下的最大抗剪强度。

峰值抗剪强度的准确估算对于工程设计和施工具有重要意义，能够有效预测岩体在工程作用下的稳定性。

研究岩体结构面的峰值抗剪强度估算方法具有重要意义。

2. 峰值抗剪强度估算方法常见的岩体结构面峰值抗剪强度估算方法包括经验公式法、试验法和数值模拟法。

其中，经验公式法是通过对已有岩石样本的试验数据进行统计分析，建立经验公式来估算峰值抗剪强度；试验法是通过室内或野外试验来直接测定岩体的峰值抗剪强度；数值模拟法则是利用数值模拟软件对岩体结构面进行模拟分析，得出峰值抗剪强度。

四、个人观点和总结本文从岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算方法的研究入手，探讨了相关内容。

岩体结构面的粗糙度评价和峰值抗剪强度估算是地质工程中的重要课题，对于工程的安全和稳定具有重要的影响。

在实际应用中，需要综合考虑各种方法，结合岩体实际情况来进行评价和估算，以确保工程的安全和稳定。

第四章 岩体的基本力学性质岩体是由岩块和结构面组合的天然地质体，其变形与强度不仅取决于它的受力状态，而且取决于岩体本身特征及赋存环境。

影响岩体基本力学性质的主要因素可概括为：（1）组成岩体的岩石材料性质；（2）组成岩体的结构面力学性质；（3）岩体中结构面的发育组合状态；（4）赋存环境，包括地下水、气和地应力的作用等等。

正是由于这些复杂因素的影响，使得岩体的力学性质与岩块有显著的差别，造成岩体变形增加，强度降低，显示出非均质、非连续、各向异性和非弹性等非线性性质。

本章首先讨论主要影响因素的特征，进而讨论岩体的变形性质和强度性质。

4.1.结构面的几何特征结构面对岩体力学性质的影响因素主要表现在结构面自身的力学性质和及其几何特征两方面。

其中几何特征通常包括：结构面的空间方位、连续性、密度、张开度、形态等；进一步研究还包括这些表述结构面几何特征指标的分布概率和结构面的空间组合关系对岩体力学性质或岩体工程稳定性的影响。

本节仅含前者。

4.1.1.结构面的空间方位结构面的空间方位，地质学中称为结构的产状，由走向、倾向和倾角表示。

其中：走向是指结构面与水平面相交的交线方向；倾向是与走向成垂直的方向，它是结构面上倾斜线最陡的方向；倾角度是指水平面与结构面之间所夹的最大角度。

可见结构面走向和倾向可以互相转换，所以，结构面产状有时又用倾向和倾角来表示。

为了便于结构面的数学表达，建立如图4.1(a)所示的坐标系，结构面就视为该坐标系中的一个空间平面。

并约定：向上为z 轴正向，向东为x 轴正向，向北为y 轴正向；结构面产状由倾向角β和倾角α确定。

由图4.1（a ）的几何关系可见，结构面的倾向角则为空间平面倾向与y 轴(正北向)的夹角；结构面倾角则为空间平面外法线与z 轴的夹角，如图4.1(b)所示，图中，ˆn表示结构面（空间平面）外法线。

设为单位矢量ˆn，则ˆn 在坐标轴,,x y z 上的分量分别为：sin sin αβ，sin cos αβ，cos α。

如何确定岩体的粘聚力c和内摩擦角φ岩质边坡设计计算时经常用到的两个参数：粘聚力c，内摩擦角φ。

岩块的粘聚力c，内摩擦角φ可以直接通过直剪、单轴压缩或三轴压缩试验确定，岩体的粘聚力c，内摩擦角φ如何确定呢《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002第4.5.4条规定：岩体内摩擦角可由岩块内摩擦角标准值按岩体裂隙发育程度乘以表4.5.4所列的折减系数确定。

表4.5.4 边坡岩体内摩擦角折减系数边坡岩体特性内摩擦角折减系数裂隙不发育0.90～0.95裂隙较发育0.85～0.90裂隙发育0.80～0.85碎裂结构0.75～0.80这里只给出了边坡岩体内摩擦角的折减系数，而没有提到岩体粘聚力的折减问题。

只有内摩擦角没有粘聚力怎么计算呢？后面的4.5.5条给出了等效内摩擦角的估算方法，用等效内摩擦角自然就不需要用粘聚力。

既然这样，4.5.4条的规定又有什么意义呢danuel朋友上传的《三峡库区三期地质灾害防治重庆市江北区陈家馆危岩规划勘查报告》4.1.2.1岩体性质指标的标准值一节中提到“根据《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998第8.3.1和第8.3.3有关规定：岩石物理指标标准值可视为岩体物理指标标准值；岩体内摩擦角标准值可由岩石内摩擦角标准值根据岩体完整性乘以0.80～0.95的折减系数确定；岩体粘聚力标准值由岩石粘聚力标准值乘以0.20～0.30的折减系数确定。

”我手头没有重庆市地方标准《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998因此没有查到其原文，不过从筑龙上下到了重庆地标《工程地质勘察规范》DB50/5005-1998的升级替代版本重庆地标《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005。

在重庆地标《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005中我没有找到关于由岩块粘聚力和内摩擦角折减估算岩体粘聚力和内摩擦角的内容。

地方规范，不具有通用性，只能参考，1998已经废止，2005中删除了想关的内容，也没有添加新的规定。

岩体结构面几何参数分布规律研究
代碧波;荆永滨
【期刊名称】《金属矿山》
【年(卷),期】2016(000)004
【摘要】为研究岩体结构面的分布规律以指导矿体可崩性分级和崩落块度预测,采用极点坐标变换及动态计数圆计数的极点密度统计新方法绘制节理等密图,确定优势节理组及其产状范围.通过分位数-分位数图检验确定节理面几何参数的分布形式,然后用最大似然方法计算对应于这种分布形式的概率分布函数的参数,进一步确定节理面几何参数的分布规律.对金川Ⅲ矿区结构面几何参数进行统计分析,确定Ⅲ矿区节理间距服从指数分布,均值0.2 m,Ⅲ矿区存在4组优势节理组,均服从正态分布.【总页数】4页(P58-61)
【作者】代碧波;荆永滨
【作者单位】金属矿山安全与健康国家重点实验室,安徽马鞍山,243004;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心,安徽马鞍山,243004;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山,243004;河南工程学院安全工程学院,河南郑
州,451191
【正文语种】中文
【中图分类】TD672;TP391.72
【相关文献】
1.基于分形几何理论的岩体结构面分布特征研究 [J], 盛建龙;伍佑伦
2.某抽水蓄能电站下水库区岩体结构面几何参数研究 [J], 吴继敏;郑建青
3.岩体结构面几何参数的确定 [J], 吴继敏;曾森财;等
4.三维激光扫描技术在岩体结构面几何参数获取中的应用 [J], 陈凯;杨小聪;张达;张弛;庞帆
5.三维激光扫描技术在岩体结构面几何参数获取中的应用 [J], 陈凯;杨小聪;张达;张弛;庞帆
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岩体结构面抗剪强度参数确定方法的探讨（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁，沈阳，110016）【摘要】岩体结构面抗剪强度参数是工程设计及施工中重要的参数，常用室内外力学试验、经验估算试验和反演分析试验三种方法确定，基于工程实际要求的可靠性及精准性，在不考虑其他条件的情况下，采用灰色关联分析的方法，将数据进行关联度的分析，在三种方法中关联度最大的则认为可能最具有代表性和最精准的。

结果表明，在三种方法中室内外力学实验应该是最为精准的，在条件允许的情况下，建议最好采用室内外力学实验来确定抗剪强度参数。

【关键词】抗剪强度参数；室内外力学试验；经验估算方法；反演分析方法；灰色系统关联分析一、引言研究岩体结构面的工程特性已经是现在工程建设中最具有现实意义的事情。

在影响岩体稳定性中，岩体结构面的抗剪强度是主要的因素之一，而岩体结构面的抗剪强度的确定主要根据岩体结构面抗剪强度参数的数值，所以岩体结构面抗剪强度参数在工程设计及计算中已成为重要的参数之一，它决定了工程岩体边坡破坏的可能性，掌握合理准确的抗剪强度参数对工程建设有着非常重要的意义。

本文主要结合岩体结构面不同的性质特征及三种常用的取值方法，找到一种相对比较优化选取的方法，可以更加准确的快捷的确定岩体结构面的抗剪强度参数。

二、岩体结构面的分类由于岩体结构面形成条件不同、经过的地质作用复杂不同，导致其分布形态多种多样，所具有的力学性质就存在着不同的差异，根据岩体结构面所具有的诸多特点，有多种分类方法将其分为不同的结构面类型.2.1岩体结构面按其形成机理分类大致分为原生、构造和次生结构面三类，①在成岩的地质作用过程中形成的结构面称之为原生结构面，包含沉积作用形成的沉积结构面、岩浆侵入冷凝固结作用形成的火成结构面和变质作用形成的变质结构面，所以原生结构面包括沉积结构面、岩浆岩结构面和变质结构面三种类型。

②在岩体形成之后，在构造作用过程中形成的破裂面，包括节理、劈理、断层和层间错动面等称为构造结构面。

岩体力学参数确定的方法岩体力学参数的确定方法在岩石工程实践中，首先需要了解作为研究对象的工程岩体的力学性质，并确定其特征参数。

岩石力学参数的合理确定一直是岩石力学研究和发展的难点之一。

在应用工程力学领域，如果完整地使用经典理论力学的连续性假设和定义，就会存在理解上的问题。

必须考虑假设的合理使用范围和每个物理量的适用定义。

本文讨论了地下岩体工程中根据不同的重点确定岩体参数的方法。

1、确定岩体参数的传统方法地下巷道、硐室开挖后，围岩产生应力重分异作用,径向应力减少,切向应力增加,并且随着工程不断推进,岩体应力状态不断改变。

巷道、硐室围岩处于“三高一扰动”条件下,岩体表现的力学特性是破坏条件下的稳定失稳再平衡过程。

围岩体处于一种拉压相间出现的复杂应力状态。

该类工程岩体的力学参数的确定要进行岩体的卸荷试验研究,且要依据现场工程实际条件进行卸荷条件下的应力、渗流与温度三场耦合试验研究。

需要进行循环加卸载条件下的岩体力学特性研究,进而获得岩体的力学参数特征。

地下巷道和硐室工程岩体力学参数的确定方法如下：(1)三轴应力状态下的卸荷三场耦合力学试验,获得有关参数;(2)进行岩体流变特性试验研究,获得有关岩体的流变参数。

目前在该领域要进行大量的工作,包括设备仪器的研制等,同时还要利用新的计算机技术才会实现。

二．建立力学模型确定岩体力学参数建立工程岩体力学参数模型主要是解决复杂岩体力学参数的确定问题。

为了确定复杂岩体的力学参数，需要将工程岩体视为一个连续模型。

采用确定岩体力学参数的新方法，建立了层状斜节理岩体的力学模型，并进行了力学试验，确定了岩体的基本力学参数。

1．工程岩体力学参数模型目前，关于岩石的力学性质和划分基本上有两种观点：一种观点认为岩石本身是一种连续的非各向异性材料，另一种观点认为岩石是由多晶系统组成的，存在空洞和裂缝等缺陷，这使得岩石本身的结构表现出各向异性和不连续性。

岩体一般被视为不连续介质，但在一定条件下仍满足连续介质力学的基本假设。

基于蒙特卡洛方法的深部岩体结构面模拟李腾;张振花;石超;汪杰【摘要】岩体中广泛发育的结构面破坏了岩体的连续性、完整性,在很大程度上影响、控制着岩体的力学性质及稳定性,对岩体结构面几何特征进行大量的现场调查,并进行准确、有效地描述及定性和定量分析,对矿床开采具有重要意义.以焦家金矿为背景,利用Shape Metrix 3D,采用蒙特卡洛方法对焦家矿区深部岩体进行结构面模拟,得到焦家金矿岩体结构面迹长、倾向和倾角的概率分布,并得到结构面的优势产状分布规律:产状为150°～170°∠40° ～60°,平均值为168°∠51°;产状为230° ～250°∠30° ～50°,平均值为238° ∠44°.结果为后期岩石稳定性分级提供了有力的理论与工程依据.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】7页(P167-172,177)【关键词】岩体结构面;蒙特卡洛方法;Shape Metrix 3D;数值模拟【作者】李腾;张振花;石超;汪杰【作者单位】北京科技大学土木与资源工程学院;山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿;山东黄金有色矿业集团公司;北京科技大学土木与资源工程学院;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室;北京科技大学土木与资源工程学院;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室【正文语种】中文焦家金矿下辖焦家矿区、望儿山矿区和寺庄矿区。

其中，焦家矿区控矿构造为上盘的焦家式主断裂，矿体赋存于主断裂下盘蚀变带内。

矿体整体走向NE54°，倾向NW，倾角为27°左右。

矿体水平厚2～70 m，104线附近最厚约70 m，两翼逐渐变薄至10 m以下。

矿体属含金黄铁矿化、黄铁绢英岩化破碎蚀变岩型，矿体上盘与围岩为断层接触关系，界限明显；而矿体下盘与围岩呈渐变过渡关系，无明显界线。