孟通溝接觸帶巖體巖礦特征及工程力學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、在研究隧道和巖石邊坡開(kāi)挖過(guò)程中，需要建立準(zhǔn)確的地質(zhì)力學(xué)模型，而模型是否適用、有效取決于所獲取的巖石力學(xué)參數(shù)是否可靠。限于采樣制樣困難，試驗(yàn)費(fèi)用昂貴等因素的制約，運(yùn)用一些簡(jiǎn)單的參數(shù)（如礦物成分，礦物顆粒粒徑、礦物顆粒形狀、礦物顆粒的定向排列等）預(yù)測(cè)巖石的強(qiáng)度就很有必要。因?yàn)?，與巖石的力學(xué)試驗(yàn)相比，這些參數(shù)試驗(yàn)需要的樣品要小的多。因此，本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，室內(nèi)試驗(yàn)（包括巖石微觀結(jié)構(gòu)特征試驗(yàn)和物理力學(xué)試驗(yàn)）、灰色關(guān)聯(lián)度分析和多元線性回歸分析

2、等方法，對(duì)孟通溝接觸帶巖體經(jīng)行了深入的研究，得出如下主要成果:
　　(1)結(jié)合巖石薄片的鏡下鑒定和X射線衍射(XRD)，利用圖像分析(PIA)方法得到孟通溝接觸帶巖體的幾何定量參數(shù)，包括巖石的礦物百分含量、礦物顆粒面積、礦物顆粒粒徑、礦物顆粒長(zhǎng)短軸之比和礦物顆粒形狀系數(shù)。
　　(2)利用一元線性回歸分析了孟通溝接觸帶巖體微觀幾何定量參數(shù)與其物理力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，研究表明:對(duì)于該接觸帶的巖體，利用單因素分析巖體的微觀幾何定量

3、參數(shù)與其物理力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系不理想，相互之間沒(méi)有較好的相關(guān)關(guān)系。
　　(3)通過(guò)對(duì)該接觸帶巖體各向異性性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn):該接觸帶巖體彈性模量值隨面理角度的變化呈現(xiàn)“U型”和“遞減型”兩種形狀;該接觸巖石單軸抗壓強(qiáng)度隨不同的加載方向呈“U型”曲線，且單軸抗壓強(qiáng)度最大值與最小值分別出現(xiàn)在加載方向與面理呈90°和30°方向時(shí);對(duì)接觸帶巖體的聲波速度試驗(yàn)表明，波速在與面理呈0°方向上最大。
　　(4)對(duì)接觸帶巖體微觀幾何定量參數(shù)與其

4、物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)度分析，通過(guò)對(duì)各因素關(guān)聯(lián)度矩陣的優(yōu)勢(shì)分析得出，礦物顆粒長(zhǎng)短軸之比為優(yōu)勢(shì)因素。
　　(5)結(jié)合關(guān)聯(lián)度分析的結(jié)果，利用多元線性回歸模型分析了接觸帶巖體物理力學(xué)參數(shù)與其微觀幾何定量參數(shù)之間的定量關(guān)系，研究表明:①在與面理呈0°方向上，由多元線性回歸模型預(yù)測(cè)得到的樣品編號(hào)為5、7和11的抗壓強(qiáng)度與試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)誤差分別為4.1％，-1.7％和5.2％;在與面理呈90°方向上，三組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)得到的誤差分別為4.9％，1.

5、6％和-1.8％。②在與面理呈0°方向上，由回歸模型預(yù)測(cè)得到的彈性模量值與試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)相差較小，三組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)得到的誤差分別為6.4％，4.0％和-3.0％;在與面理呈90°方向上，由回歸模型預(yù)測(cè)得到的彈性模量值與試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)相差較大，三組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)得到的誤差分別為25.5％，-23.3％和9.2％。③在與面理呈0°方向上，由回歸模型預(yù)測(cè)得到的抗拉強(qiáng)度值與試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)相差較大，三組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)得到的誤差分別為-12.7％，23.7％和-8