第六章岩体结构及稳定性分析
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岩石岩体的裂纹扩展机理与稳定性分析
岩石岩体是地球的基础构造之一,其内部存在着各种裂纹。对于岩石岩体的裂纹扩展机理与稳定性分析的研究对于地质工程和地震预测具有重要意义。本文将从裂纹扩展的机理和岩体的稳定性两个方面进行论述。
一、裂纹扩展的机理
在岩石岩体中,裂纹的扩展是由于外部应力的作用下所引起的。岩石岩体中的裂纹可以分为两类,一类是存在于岩石岩体内部的裂纹,另一类是存在于岩体表面的裂纹。这两类裂纹的扩展机理有所不同。
对于岩石岩体内部的裂纹,其扩展机理主要包括弹性扩展和塑性扩展两种情况。在弹性扩展情况下,岩体受到外部应力的作用后,裂纹会随着应力的消散而逐渐扩展。而在塑性扩展情况下,岩石岩体由于内部的应力集中会发生塑性变形,从而导致裂纹的扩展。
岩石岩体表面的裂纹主要是由于外部环境的作用而引起的,如风化、水蚀等。这些外部环境的作用会导致岩体表面的裂纹逐渐扩展,并最终导致岩体的剥离。
二、岩体的稳定性分析
岩体的稳定性分析主要是对岩体的破坏机理进行研究,以评估其对外界应力的承受能力。稳定性分析可以从岩体的内部结构和外界应力两个方面进行。
对于岩体的内部结构,其稳定性主要取决于岩体中裂纹的分布和形态。裂纹越多越密集,岩体的强度就越低,稳定性就越差。此外,裂纹的形态也会影响岩体的稳定性。如果裂纹形态呈乱石块状,岩体的稳定性就会较好。但如果裂纹呈片状或逆片状,岩体的稳定性就会较差。
外界应力是岩体稳定性的另一个重要因素。外界应力的大小和方向会对岩体的稳定性产生显著影响。当外界应力超过岩体的强度极限时,岩体就会发生破坏。而应力的方向也会影响岩体的稳定性,垂直于裂纹的应力会促进裂纹的扩展,从而降低了岩体的稳定性。
总结
岩石岩体的裂纹扩展机理与稳定性分析是地质工程和地震预测中的重要研究内容。裂纹的扩展机理包括弹性扩展和塑性扩展,而岩体的稳定性分析则主要从岩体的内部结构和外界应力两个方面入手。深入研究岩石岩体的裂纹扩展机理与稳定性,有助于实施有效的地质工程和预测地震的发生。
88 铁道建筑 Railway Engineering
文章编号:1003.1995(201I)O1.0088—03
岩体结构控制下的边坡稳定性多因素敏感性分析
李 扬,杨继红,刘汉东
(华北水利水电学院,郑州450011)
摘要:结合某水库边坡工程,根据坝址区主要Ⅱ级结构面的发育特征,通过地质分析表明对岩质边坡稳
定性起控制作用的两个结构面是断层F。。和断层带F , 。基于正交试验设计理论建立了坝肩边坡稳定
性的多因素敏感性分析模型,对影响该岩质边坡稳定性的基本因素,断层F 与F ,。的黏聚力和内摩擦
角进行了研究。结果表明,断层F 的内摩擦角对边坡稳定性影响最为显著,其次为断层带F ,。的内摩
擦角;而断层F 。的黏聚力和断层带F , 的黏聚力对边坡稳定性影响较小。
关键词:结构面 正交试验边坡稳定性敏感性分析
中图分类号:TV698.2 32文献标识码:B
水库边坡的稳定性研究对确保水利水电工程的建
设及正常运营具有重要意义,其稳定性受诸多内外因
素的影响 。在边坡稳定性评价中,敏感性分析是对
影响边坡稳定性的因素进行检查和分析,确定影响边
坡稳定性的最敏感或较敏感因素,从而使边坡监测更
有针对性,使治理设计更安全、可靠和经济 。目前
在边坡稳定性的敏感性分析中,广泛应用的是传统的
单因素分析方法,但该方法存在明显的局限性。因需
假定其中一个因素变化,而其它因素保持不变,而在实
际中,单一因素发生变化的情况是很少的,故此假设往
往与实际情况不符 。对此,笔者采用正交敏感性分
析方法,对影响某水库工程边坡稳定性的控制性结构
面——断层F。。与F , 的黏聚力和摩擦角(c、 )进行
敏感性分析及显著性检验,从而为该边坡的稳定性评
价提供合理、可靠的依据。
1 边坡岩体参数正交试验
正交试验设计(Orthogonal experimental design)是
研究多因素、多水平对象的一种设计方法。它是根据
能源・水利 LoW CARBoNW0RLD 2014/12
岩体结构对厂房围岩稳定性影响的分析
苏建德(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都610072)
【摘要】某电站地厂房处在层状岩体中,且有断层穿过厂区:本文通过对电站厂房岩体结构面出露情况的研究,对结构面进行了工程地质分
级,阐述了各级结构面的特征,在此基础上,分析了各级结构面对厂房围岩稳定性的影响,为设计采取合理的支护方式和支护范围提供了依据,
为围岩持久稳定提供了保障。 【关键词】岩体结构;地下厂房;围岩稳定性;影响;分析
【中图分类号】TU457 【文献标识码】B 【文章编号】2095—2066(2014)23—0142—02
1引言
厂房水平埋深约110~300m。垂直埋深约l80-350m,纵轴 线方位为N65oW。与最大主应力方向的夹角较小,与主要结构
面走向夹角较大 在施工中,对相关部位进行了系统支护,但局部地段的持
续变形仍没有得到有效的控制.围岩松弛圈加深。因此,在前 期勘测成果和已有研究成果的基础上,查清厂房区岩体结构
与围岩变形之间的关系,揭示围岩变形开裂发生的地质内因
有非常重要的意义.是解决厂房围岩变形开裂问题的主要手
段之一。 2基本地质条件
厂房部位山体地形较完整,基岩裸露,临河地形陡峻,上
部地形较缓。 厂区出露地层主要为三叠系中上统杂谷脑组大理岩.岩 性上部以中薄层状大理岩为主夹少量绿片岩,层面裂隙发育;
下部为角砾状大理岩。厚层一块状结构.零星分布的绿片岩构 成了软弱结构面 此外,后期侵入少量云斜煌斑岩脉(X)。呈平直延伸的脉
状产出,一般宽1~2m,产状N60~80。E/SE 70—80。,延伸长度 大于1000m,既有小分支、又有尖灭现象;脉体一般破碎,自稳
能力差。 工程区处在鲜水河断裂带、安宁河断裂带、则木河一小江
断裂带及金沙江一红河断裂带所围限的“川滇菱形断块”之东 部。在川滇菱形断块内部,以金河一箐河断裂为界划分为雅江一
岩体稳定性分析与评价
1 工程岩体的定义
在工程地质中,把工程作用范围内具有一定的岩石成分、结构特征及赋存于某种地质环境中的地质体称为岩体。岩体是在内部的联结力较弱的层理、片理和节理、断层等切割下,具有明显的不连续性。这是岩体的重要特点,使岩体结构的力学效应减弱和消失。使岩体强度远远低于岩石强度,岩体变形远远大于岩石本身,岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性[1]。
工程岩体是十分复杂的,它受到自然地质作用和人类活动的共同影响。工程岩体稳定性评价与利用一直是人们研究的热点话题,国内外相关方面的研究一直没有间断。工程岩体通常是指与人类活动有关的地下或地表岩体,如地面的斜坡边坡、岩石基础、水库岸坡、地下硐室围岩以及矿区岩体等。具体而言工程岩体具有以下四个方面的含义:
(1)岩体中普遍存在的节理裂隙、断层、层里等软弱面不连续使大部分岩体失去了连续性而呈现出非线性大变形的力学形态。岩体的变形与强度特征在很多情况下都是由这些结构面控制的,加之岩体介质本身的非均质性,使得岩体的力学形态比土体复杂的多。
(2)由于各种条件的限制,工程岩体往往不可避免地处于高地应力、地下水、地震、地热等环境中,处于多因素控制的受力状态,使其变形与破坏规律更为复杂,经常涉及到固体力学—水力学—热力学场耦合作用。
(3)为满足工程建设要求,经常地对工程岩体进行各种扰动,如开挖、回填、加固处理等,从而使得工程岩体在时间和空间上呈现出复杂的性态特征。
(4)大多数工程岩体均为地表相对较浅的地壳岩体,经历各种地质营力作用,因人类工程活动表现为卸荷岩体力学行为和特征,不同于常规的加载岩体力学特征。
2 工程岩体稳定性的影响因素及破坏形式
通常来讲,影响岩体稳定性的结构性因素主要是其自身的结构特征,其次是人类工程活动,最后是环境因素,包括地下水、地应力、地震、地热等。影响工程岩体稳定性的因素主要有以下几个方面:
(1)岩块性质的影响包括岩石的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等。