含夹层岩体综合变形模量分析.ppt

汇报提纲 问题的提出 常用分析方法简介 分析与讨论 工程应用 基本认识 １问题的提出 溪洛渡水电站双曲拱坝坝高285.5m 对坝基岩体质量要求较高 坝区峨眉山玄武岩为极坚硬岩 坝区地层产状平缓，无大的断层分布 工程地质条件良好 坝基岩体中随机分布有缓倾角Lc 工程岩体多具有岩性不均匀或软弱夹层发育的特点，因此许多水电工程中都面临岩体综合变模的取值问题 研究含夹层岩体的综合变模取值具有重要的工程意义 在收集含夹层岩体综合变形模量分析方法的过程中，发现一些问题 以下，首先简要介绍含夹层岩体综合模量的分析方法，籍此引出相关问题；其次就这些问题逐个展开讨论，进而选出较为合适的综合模量分析方法；最后，对溪洛渡河床坝基岩体的综合变模进行分析讨论 ２　常用分析方法简介 主要的方法有： 现场试验——承压板法 解析分析 数值模拟 ２常用分析方法简介 半无限体 均质 布辛涅斯克解 水电工程一般采用承压板法 可直接获得岩体变形参数 但试验周期较长、费用高，并受试验场地条件限制 试验点的代表性问题 当试验点刚刚选在夹层附近时，测出的变形模量就偏低；当选在距离夹层较远的部位时，试验值偏高（接近岩体的变形模量） 溪洛渡水电站勘探过程中就遇到此类问题 显然承压板法试验成果是与夹层的分布情况有关的 ２　常用分析方法简介 解析分析法的基本原理： 线弹性模型 ＋变形等效 单轴压缩试验 夹层、岩体均为各向同性体 将夹层集中起来 单组夹层（性状相同） 单组夹层（性状相同） ２　常用分析方法简介 2.3 数值模拟 2.3 数值模拟 ３　分析与讨论 弹性模量与变形模量 夹层的压缩模量与变形模量 顺向夹层对综合模量的影响 夹层不同分布对模量的影响 单轴压缩试验与现场载荷试验 弹性模量与变形模量 弹性模量与变形模量 通过数值模拟分析可知 ①运用上述数值模型来模拟岩石（岩体）单轴试验是可行的，所得成果与室内试验变形规律是吻合的 ②数值模拟成果与模型的参数赋值是一致的 ③变形模量、弹性模量的等效分析可采用相同的模型，换言之，基于弹性模型得到的岩体等效弹性模量分析成果同样适用于岩体等效变形模量的分析 关于夹层的压缩模量和变形模量 关于夹层的模量： ①当夹层采用不同的模量时，得到的结果存在一定差别 ②数值模拟分析成果较采用变形模量的分析成果大，较采用压缩模量的分析成果略小 ③数值模拟结果较接近采用压缩模量是的计算结果，接近边界部位，夹层发生侧向挤出变形,且夹层的侧向挤出变形明显受上下盘岩体约束 ④工程应用中可采用夹层的变形（弹性）模量进行等效分析，此时计算结果略偏保守。 顺层向压缩时 考虑水平夹层的综合摸量略大于不考虑水平夹层的综合摸量，但差别不大，差值多小于0.2GPa，数值分析也反映出类似的现象 顺向夹层对岩体综合模量的影响大小取决于 和 之间的相对关系 夹层的分布对岩体模量的影响 分析方法：数值模拟法 分析思路：运用数值模拟法模拟含夹层岩体的单轴压缩试验，可得到综合模量；不断改变夹层的位置进行模拟，可寻找出夹层的不同分布对岩体综合变模的影响规律 通过模拟单轴压缩试验可知: 当夹层性状和比例不变时，夹层分布位置改变时，岩体的综合模量不变，即夹层的分布形式对岩体的综合模量没有影响； 这与解析法所得结论一致，与承压板试验有所区别 ①变形量随埋深的变化趋势不同——承压板法的变形量主要发生在埋深小于2m的范围内，埋深大于2m的节点位移不明显；而单轴压缩试验不同埋深的变形量基本一致（累积位移线性增加），与夹层的埋深无关；承压板法的变形主要发生在2倍承压板的范围内，而单轴压缩试验的变形则分布于不同深度。 ②夹层部位的变形量不同——承压板法夹层部位的变形量与其埋深密切相关，埋深越浅变形量越大，随着埋深的增加，夹层部位的变形量逐渐减小并在总变形量中所占的比重也越来越小；单轴压缩试验中夹层部位的变形量与其埋深没有关系，随着埋深的改变夹层部位的变形量保持基本不变，在总变形量中所占的比例也一致。 ①承压板法σy随着埋深增加基本呈现降低的趋势，且主要分布于埋深小于2m（约2倍承压板直径）的范围内，超过2m，σy很小；单轴压缩试验的σy基本上均布于各单元，虽埋深变化不大。 ②承压板法夹层埋深较浅时，σy量值低，随着夹层埋深增加σy增大，但超过2m后增加不明显；夹层分布对单轴压缩试验的应力分布影响不大。 需要指出的是，夹层位于模型的顶部（i=40，41）时，模拟结果异常，其原因有待进一步分析。 4 工程应用 通过对5条剖面及结构面资料的综合分析，可抽象出以下计算模型： 模型Ⅰ：Ⅲ1级岩体+15%的Ⅲ2级岩体； E0=9.32GPa 模型Ⅱ：Ⅲ1级岩体+5条水平的Lc，Lc单条厚度15cm，Lc和岩体厚度25m；E0=8.23GPa 模型Ⅲ：Ⅲ1级岩体+