下卧软弱岩带变形模量取值研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(1)．0099-04下卧软弱岩带变形模量取值研究：l=张勇①聂德新②刘彬②魏玉峰②(①四川大学水利水电学院成都610065)(②成都理工大学环境与土木工程学院成都610059)摘要软弱岩带的变形模量对于工程建设意义重大，当前变形试验方法难以表征原位条件下软弱岩带的变形模量，导致取值偏于保守。本文基于弹性力学推导了下卧软弱岩带变形模量的解析解，建立了一种新的软弱岩带变形模量的取值方法。在现场试验成果的基础

2、上，采用有限元反演，数值模拟成果与试验计算成果较为吻合，证明该计算方法合理可行，较常规方法直接在软弱岩带上开展的试验成果大幅提高。关键词软弱岩带变形模量天然围压原位条件解析解中图分类号：P642文献标识码：ANEWEVALUATIoNMETHoDFoRDEFoRMATIoNMoDULUSoFUN-DERLAINWEAKRoCKZoNEZHANGYong①NIEDexin②LIUBin②WEIYufeng~(@SchoolofWaterResourcesandHydropower，SichuanUnive

3、rsity，Chengdu610065)(②CollegeofEnvironmentandCivilEngineering，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059)AbstractDeformationmodulusoftheweakroekzonehasagreatsignificanceontheprojectconstruction．Itisdif-ficuhforthecurrentdeformationtestmethodstocharacter

4、izedeformationmodulusofthein—situweakrockzone，whichresultsinconservativevalues．Inthispaper，onthebasisoftheoryofelasticity，analyticalsolutionofdeforma—tionmodulusofunderlainweakrockbeltsiSdeduced．Anewevaluationmethodofdeformationmodulusofweakrockzoneisest

5、ablished．Onthebasisoffieldtestandfiniteelementinversion．itiSshownthatthecalculationmeth—odisreasonablypracticablebetweentheresultsofnumericalsimulationandexperimentcalculation．Itcangreatlyimprovethetestresultsthatareconventionallyanddirectlycarriedoutonw

6、eakrockzone．KeywordsWeakrockzone，Deformationmodulus，Naturalpressure，In—situ，Analyticalsolution20世纪80年代以来，聂德新等人对软弱岩带物质1引言组成及赋存环境进行了深入的研究，认识到软弱岩带受到地壳岩体中三向主应力引起的法向压应力软弱岩带作为控制工程安全和稳定的重要边界(天然围压)的作用，在原位条件下具有较好的工程条件，是工程地质人员长期以来研究的重点和难点。特性。而一旦开挖直接揭露，软弱岩带迅速松弛，造收稿

7、日期：201O一03一O8；收到修改稿¨期：2010-05—25基金项目：岩体原位模精及空间特征研究(编号：40072090)．第一作者简介：张勇，】：地质,Ik．Email：zhangenhual1@163corn1O0JournalofEngineeringGeology工程地质学报2011成泥质物含水量增大、孔隙比增高，以松弛后物理性状完全改变的试样去开展软弱岩带各项力学特性的测试，则试验成果无法表征天然围压下软弱岩带真实的工程特性。当前岩体变形试验主要分为动力法和静力法两种：动力法多以声波和地震

8、波法为主，实测成果离散性较大；静力法有承压板法、承压板中心孔法、径向液压枕法和钻孔弹模法，这些方法针对软弱岩带而言，厚度太小试验成果不具代表性，又或者是直接在软弱岩带表面开展，获得的试验成果为松弛后的变图1下卧软弱岩带示意图形模量，无法代表软弱岩带真实的变形模量。此外，Fig．1Schematicdiagramofunderlainweakrockzone国外提出多种经验公式，如Bieniawsk、HoekandBrown、Serafi13