喀斯特環(huán)境下層狀巖體物理力學(xué)參數(shù)取值研究.pdf

1、喀斯特層狀巖體物理力學(xué)參數(shù)取值合理與否，不僅關(guān)系到工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，而且是目前巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文針對(duì)貴州普遍存在的喀斯特層狀巖體，總體遵循“地質(zhì)調(diào)查—取樣試驗(yàn)—理論研究—數(shù)值模擬”的技術(shù)路線，系統(tǒng)研究了喀斯特層狀巖體物理力學(xué)參數(shù)取值方法，取得以下結(jié)論和認(rèn)識(shí)。
　?。?）碳酸鹽巖的溶解度隨巖石中方解石含量的增加而提高，隨白云巖含量的增加而減少，即CaO含量與MgO含量比值越大，巖石越易溶解，喀斯特也較發(fā)育。根

2、據(jù)地層單元中碳酸鹽巖層與非碳酸鹽巖層之間的組合關(guān)系和厚度比例關(guān)系，可將碳酸鹽巖層組分為連續(xù)狀碳酸鹽巖系、互層狀碳酸鹽巖系和夾層狀碳酸鹽巖系3種類型。
　?。?）在Mohr-Coulomb準(zhǔn)則和Hoek-Brown準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，介紹了根據(jù)巖石單軸抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)各向同性巖體、含一組結(jié)構(gòu)面及含兩組結(jié)構(gòu)面巖體強(qiáng)度預(yù)測(cè)公式；在工程巖體分類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，介紹了由工程巖體分類預(yù)測(cè)巖體綜合抗剪強(qiáng)度公式和巖體變形參數(shù)計(jì)算公式。
　?。?）通過(guò)對(duì)

3、碳酸鹽巖的基本物理力學(xué)參數(shù)取值的研究，主要介紹碳酸鹽巖的重度、孔隙性、吸水性、飽水性、滲透性等的測(cè)試方法；介紹了基本力學(xué)參數(shù)單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、三軸抗壓強(qiáng)度等的測(cè)試方法；介紹了變形參數(shù)主要有變形模量和泊松比的測(cè)試方法。
　?。?）應(yīng)用FLAC3D軟件模擬巖體三軸壓縮試驗(yàn)，用應(yīng)變控制試驗(yàn)測(cè)定巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)，用應(yīng)力控制試驗(yàn)測(cè)定巖體的變形參數(shù)。然后在層狀巖體模型上“溶蝕”一定體積的溶孔，得到含有溶孔的均質(zhì)巖體模型，同

4、時(shí)考慮巖體的喀斯特發(fā)育情況，用FLAC3D數(shù)值軟件計(jì)算得出了喀斯特層狀巖體力學(xué)參數(shù)。
　?。?）通過(guò)某算例，對(duì)隧道穿越的不同巖層通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和原位試驗(yàn)測(cè)定了軟弱巖體泥巖和泥質(zhì)白云巖的抗剪強(qiáng)度，測(cè)定了巖層面和節(jié)理面的抗剪強(qiáng)度；用RMR指標(biāo)預(yù)測(cè)了巖體的變形模量；用Hoek-Brown強(qiáng)度理論預(yù)測(cè)了巖體單軸抗拉、抗壓強(qiáng)度及巖體潛在破壞面的抗剪強(qiáng)度。
　　本論文通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和工程實(shí)例，較系統(tǒng)地研究了喀斯特環(huán)境下層狀巖體物理