基于三维信息技术大比例尺三维立体矿产预测方法及途径.doc

岩石力学与工程学报Chinese Journal of Rock Mecha 岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Vol.31 No.10 Oct.，2012 第 31 卷 第 10 期 2012 年 10 月 基于三维形态空间分析和仿真试验的岩体 结构面剪切强度参数研究 江洎洧 1，2，3，项 伟 2，JOACHIM Rohn3，姚 远 2 (1. 长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北 武汉 430010；2. 中国地质大学 工程学院，湖北 武汉 430074； 3. 埃尔朗根–纽伦堡大学 应用地质系，德国 埃尔朗根 91054) 摘要：获取结构面可靠的强度指标是研究岩体强度的重要基础。因不同结构面样本的巨大差异，以及剪切测试难 以重复进行的实际情况，直接通过试验获取剪切参数通常难度较大且结果不理想。以具有定向变形特征的岩体剪 切结构面为研究对象，探索性提出采用结构面剪切测试–结构面表面形态三维空间分析–数值仿真试验相结合方 法，获取真实可靠的结构面强度参数。该方法优势表现为：岩体结构面摩擦角的 2 个组成部分即基本摩擦角和爬 坡角完全分离，且能考虑结构面形态三维特性及剪切变形方向特征；同时，力学测试和数值试验结合，克服了单 纯依靠剪切测试无法重复的重大难题。 关键词：岩石力学；岩体结构面；剪切强度参数；结构面剪切测试；三维空间分析；数值试验 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2012)10–2127–12 RESEARCH ON SHEAR STRENGTH PARAMETERS OF STRUCTURAL PLANES IN ROCK MASS BASED ON THREE-DIMENSIONAL MORPHOLOGY SPATIAL ANALYSIS AND SIMULATION TESTS JIANG Jiwei1，2，3，XIANG Wei2，JOACHIM Rohn3，YAO Yuan2 (1. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan，Hubei 430010，China；2. Faculty of Engineering，China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074， China；3. Department of Applied Geology，University of Erlangen-Nuremberg，Erlangen 91054，Germany) Abstract：How to obtain the actual and reliable shear strength parameters of rock structural plane is the essential precondition for studying the strength of whole rock mass. The characteristics of one structural plane sample are quite different from those of another structural plane；and the mechanical tests also can?t be repeated easily. So it is very hard to obtain the reliable shear strength parameters only by mechanical test directly，or the test results are not available. Taking the rock structural plane samples with oriented deformation character for objective，a new method，which combines shear tests on rock structural planes，three-dimensional spatial analysis of rock discontinuities morphology and numerical simulation，was put forward. It was proved to be e