基于地质强度指标法的柱状节理玄武岩体力学强度估计.pdfVIP

第15卷第4期 地质力学学报 V01．15No．4 2009年12月 OFGEOMECHANICS Dec．2009 JOURNAL 文章编号：1006．6616(2009)04—0330．06 基于地质强度指标法的柱状节理 玄武岩体力学强度估计 郑文棠1’2，汪华安1，葛军辉1 (1．广东省电力设计研究院，广东广州510663； 2．清华大学土木水利学院，北京 100084) 摘 要：节理岩体的强度是岩体工程设计的重要参数，柱状节理岩体作为一种具有 柱状镶嵌结构的特殊节理岩体，缺乏相似的工程案例，其岩体强度的确定是目前水 电工程中的热点问题。本文综述了国内外相似工程中柱状节理岩体强度的研究进 展，以白鹤滩水电工程为例，结合Hoek和Brown必威体育精装版提出的地质强度指标法和强 度准则估算了不同爆破损伤下的柱状镶嵌块状结构和柱状镶嵌碎裂结构柱状节理岩 体的强度参数，并得到白鹤滩水电站的原位试验成果的验证，计算表明基于地质强 度指标法的Hoek和Brown强度准则能较好的反映柱状节理岩体的强度参数。 关键词：柱状节理；岩体强度；地质强度指标法；Hock．Brown强度准则 中图分类号：P55 文献标识码：A 0 引言 节理岩体的强度是岩体工程设计的重要参数，柱状节理岩体作为一种具有柱状镶嵌结构 的特殊节理岩体，普遍发育于玄武岩中，构成著名地质景观，如图1所示，近年来逐渐作为 水电工程的坝基岩体，由于柱状节理在岩体中高密度发育，对岩体强度的影响是工程中重点 关注的问题。以往一般采用试验和理论的方法获取节理岩体的强度参数，虽然原位试验是研 究岩体强度的最直接方法，但对柱状节理岩体而言，匮乏相似的工程案例，原位试验也不易 进行，而从现有的理论强度准则去揭示复杂节理岩体的强度特性，或太多简化，或公式复杂 难以应用。因此，如何利用现有地质信息及小型标准试样的室内试验资料，对柱状节理岩体 的宏观强度做出方便可靠的预测变得尤为重要。 强度指标(GeologicalStrength 准则认为：岩体质量的评定和岩体抗剪强度参数的确定是可以区分开的，通过工程地质人员 用定量指标合理地描述岩体的岩性、结构和不连续面条件等因素，评价各种地质条件对岩体 收稿Et期：2009．09．16 联合培养的博士后，从事核电工程地质力学方面的研究工作。E-mail：haitang@mail．tsinghlla．edu．cn 第4期 郑文棠等：基于地质强度指标法的柱状节理玄武岩体力学强度估计 331 (a)爱尔兰巨人台阶 (b)美国魔鬼柱 (c)冰岛柱体瀑布 (d)白鹤滩柱状节理 图1 世界著名柱状节理玄武岩和白鹤滩水电站柱状节理 ColumnarBasalticMassatBaihetan Fig．1 Jointed 强度削弱程度，对岩体质量进行量化评分和分级，然后利用岩体质量指标值与岩体变形模量 之间的经验关系来合理地描述岩体的强度参数。 从现有的文献上看，国外在建筑工程、环境工程及核工程中已经成功地应用GSI法评估 Island的一座高 达40层楼房的节理玄武岩地基的变形参数及强度参数。Schultz(1995)[73采用GSI法合理估 wasteisolation 计了美国汉佛柱状节理岩体核废料储存工程(Basalt 状节理岩体的强度参数，但应用在国内水利工程柱状节理岩体强度评价中则较为少见。本文 估算。 2 白鹤滩水电站柱状节理岩体特征 白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，上接乌