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岩体力学参数与结构面张量的关系

时间:2022-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-22是裂隙岩体抗压强度折减系数Si/SI与结构面张量参数Fjj+Fkk的关系。图4-23 裂隙岩体变形模量折减系数与结构面张量参数之间的关系图4-24 裂隙岩体剪切模量折减系数与结构面张量参数之间的关系图4-25 裂隙岩体体积模量折减系数与结构面张量参数之间的关系
岩体力学参数与结构面张量的关系_裂隙岩体力学参数

下面讨论裂隙岩体力学参数与结构面张量方向分量之间的关系。为了消除位置误差的影响,本研究中所采用的力学参数及结构面张量数据均为同一尺寸不同位置模型的均值,分别用Fii、Fjj和Fkk表示结构面张量在i、j和k方向上的分量。图4-22是裂隙岩体抗压强度折减系数Si/SI与结构面张量参数Fjj+Fkk的关系。结果表明,随着结构面张量参数Fjj+Fkk的增加,岩体的抗压强度折减系数Si/SI逐渐减小,对该关系进行拟合分析可得到二者之间的关系表达式。如图4-22所示,图中虚线为拟合曲线,拟合参数R2值为0.9505,说明了该表达式能够非常好地描述裂隙岩体抗压强度折减系数Si/SI与结构面张量参数Fjj+Fkk之间的关系。图4-23为裂隙岩体变形模量折减系数DMi/EI与结构面张量Fii的关系,图中同样给出了回归分析所得到的最佳关系表达式、拟合曲线及描述拟合结果的R2值(0.9828)。图4 -24为裂隙岩体剪切模量折减系数Gjk/GI与结构面张量参数Fjj+Fkk之间的关系,剪切模量折减系数随着结构面张量参数Fjj+Fkk的增加而减小,图中给出了二者的最佳关系表达式、拟合曲线和描述拟合效果的R2值,R2为0.9775说明了两参数的拟合关系效果很好。由于体积模量不具有方向性,利用不同尺寸岩体的体积模量和结构面张量表示出裂隙岩体折减系数K/KI和结构面张量参数Fii+Fjj+Fkk之间的关系,由回归分析所得到的关系表达式、拟合曲线和R2值(0.9767)如图4-25所示。另外,通过研究发现泊松比与结构面张量的关系不明显,不能拟合出较好的关系表达式,因此未建立泊松比与结构面张量的关系。

图4-22 裂隙岩体强度折减系数与结构面张量参数之间的关系

以上建立了裂隙岩体力学参数与结构面张量方向分量之间的关系表达式,该研究表明在工程实际中,当不具备原位试验条件时,可利用室内试验所测得的岩块力学参数以及现场结构面数据采集获取的结构面几何分布特征直接对裂隙岩体的力学参数进行估算,该方法所采用的参数易于获取,具有方便、实用的特点。因此,该项研究成果为实际岩石工程中岩体力学参数的确定提供了一种新的思路。

图4-23 裂隙岩体变形模量折减系数与结构面张量参数之间的关系

图4-24 裂隙岩体剪切模量折减系数与结构面张量参数之间的关系

图4-25 裂隙岩体体积模量折减系数与结构面张量参数之间的关系

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