现阶段围岩稳定评价的主要方法.doc

现阶段围岩稳定评价的主要方法 1、工程地质分析法 包括围岩稳定问题在内，任何工程地质问题的解决都必须以工程地质分析为基础。工程地质作为一门学科和工程技术。有自己的知识领域，有自己的一套比较完整的概念、理论和方法。工程地质分析必须首先遵循以下几点： (1)进行现场的深入调查研究。从围岩稳定分析的角度考虑，重点是：岩体结构、重要裂面的性状及其影响、地下水的影响、地应力场等； (2)注意研究岩石和岩体的力学特性及其变化，从内在因素上更深入地分析围岩稳定问题； (3)应该尽可能采用定量指标和描述，减少任意性和片面性，使稳定评价不仅有地质件的定性分析、有地质人员的经验判断、也有科学定量的依据。 2、模糊数学方法 围岩分类作为评价围岩质量和稳定性的重要方法之一，目前正向多因素综合评价的方发展。以岩体结构为基础，逐步纳入更多的较易取得的定量指标，提高分类科学性。但因为然条件的多样性和某些指标的分散性，无论那一种分类都有一定的局限性。究竟应该考虑些最基本的因素?这些因素用什么指标反应?如何综合评价?针对这些问题，河海大学朗兆溱教授等人于1988年提出用模糊数学的方法来解决，基本内容如下： 一般多因素评判结果用一个数值表示。模糊综合评判结果是评判集中的一个模糊子集围岩分类由围岩类别和地质因素两集合组成，即给出两个论域： 被评判的围岩类别看作类别集合U＝｛u1,u2……,um｝ 评判因素构成因素集合V＝｛v1,v2……,vm｝ 首先。用评语U对因素V作单因素评判，设第i个因素的单因素评判为Ri＝(ri1，ri2……rim)，它可以看作是U上的一个模糊子集，其中，rik表示第i个因素的评判对第K个类别的隶属度。n个因素的总的评判矩阵为 R1 ri1 , ri2… rI n R2 R21 ,R22…R2 n R＝ … Rn rn1 , rn 2 , …rnm 各个因素对评定类别所起作用的大小形成了因素集合V上的一个模糊子集A＝(al，a2，…an)。ai为Vi对A的隶属度，它就是单独考虑因素Vi对评判等级所起作用大小的度量，其数值只有根据经验判断给出。 一旦确定了A与R，即可进行综合评判，作模糊变换即得评判结果： B＝A.·R A·R取不同类型运算就有不同模型，采用不同模型，根据B按最大隶属原则确定围岩类别。他们用此方法对东风电站地下洞室围岩进行分类和评价，取得了初步成果。这一方法尚处于初步发展之中，还需深入研究。 西安地质学院的谭以安、刘国昌和北京院的崔诗礼，也在1988年的《岩体系统工程稳定分类及模糊数学综合评判》论文中，也提出了用模糊综合评判对围岩稳定性进行评价。他们认为：围岩的稳定性除为自然因素决定外，还受人工因素(如开挖、放炮、排水等)的影响；因此从岩体系统工程的角度出发、应将各种因素分为两类，而且按影响程度主次分为控制因素、子因素和次级子因素…。 因素分类确定后，用前述方法逐级进行模糊评判，即对一级模型u1 , …uS分别进行综合评判，相应的“权”分配为A1～……As，模糊矩阵为Rl～……Rs，评判结果为B1，～…… ? ? Bs。然后，由Bl，B2……Bs组成二级模糊矩阵R＝ 再进行二级评判B=A·R，以此 ? ? 类推，最后仍按最大隶属度原则确定围岩类别，或者分析影响围岩稳定的主要因素及选择最优的工程方案。应说明的是，由于这种评判是考虑两类因素综合作用的结果，因此，可能与单纯的自然因素分类并不完全一致。 3、应力分析法 近20多年来，随着岩石力学的发展和应用数学的引入，用应力分析的方法评价围岩的稳定性，并确定合理的支护措施的研究发展很快。以下的部分成果可以代表目前的研究水平。(1)E．Hoek和E·T·Brown于1972年至1976年间在英国皇家科学技术学院对大型地下开挖设计课题作了4年的专题研究，并于1980年9月在伦敦把他们研究成果《岩石地下工程》一书公开发表。这是一本关于岩石地下工程的理论和方法的专著。作者用现代岩石力学的理论和观点，从地质构造和围岩应力两方面分析了围岩的可能破坏形式，阐述了岩体破坏的理论和研究方法，并对支护设计、稳定监测等方面作了论述。这本书被认为是当前比较全面的一本能代表现水平的专著。 书中关于围岩稳定评价的应力分析方法的基本点