淺析水利勘察設計要點與策略

韓 建 陳劍冰

(1.河南省水利勘測設計研究有限公司，河南 鄭州 450016;2.鄭州宇通客車股份有限公司，河南 鄭州 450016)

在水利工程勘察設計工作當中，一項重要的內容就是對于巖體穩定性的評價，而對于這項內容評價的準確性主要是依靠巖土力學參數的準確性，對于巖體力學的參數，有很多的書籍涉及到，并且也進行了詳細的介紹和列舉，但是對于實驗原理的程序，作用力的性質，工程的類別，取樣的地點，對參數進行實驗的地點等問題卻沒有涉及到，這對實際操作中的工程設計以及評價巖體的穩定性并沒有什么實際價值，所以單純依靠這一參數來進行設計和研究并不可行，必須將地質工程和巖土力學結合起來，才能得到可靠的數據，解決實際的設計勘察問題。

一 巖體力學的參數原則

(一)物理學的性質參數

壩基的抗剪強度取值應在相應構件不發生脆性破壞的強度取值范圍，拱壩的標準值應該是峰值強度平均值;對于重力壩的標準值應該是設定的斜率法下限，峰值強度最小值的平均值或者是概率分布在0.2 的分位值;作為抗剪強度的標準值來說應該是應用比例的極限強度。壩基的抗剪強度的取值在相應的試件是塑性的破壞時，要根據時間的效應，標準值應該定為屈服的強度，還要根據流變的影響來對其進行折減，在進行原位實驗的時候，總體的變形指標應該以在實際工程中巖體實際受力的大小和方向為基礎，在標準值的選取上應該根據建筑物在壓力變形曲線上的荷載最大情況下所存在的相應變形關系來進行。在壩基巖體的承載力標準值的選取上應該以折減的飽和單軸抗壓強度為基礎，如果對于軟巖來說，它的容許承載力的確定就應該根據三軸的壓縮試驗來進行。

(二)土的物理學的性質參數

地基滲漏的系數標準值應該是根據抽水或者室內試驗的平均值的大值來確定，在進行排水以及水位降落的計算的時候應該是運用比較小的平均值，在進行供水工程計算的時候應該是運用平均值。如果土地基為砂性的話，在f 的采用上應該控制在85%到90%之間，對c 值可以不計;如果土地基為粘性的話，應該運用室內的飽和固結快剪的90%，c 值的選取范圍可以控制在20%到30%之間。對于土的抗剪強度的標準值來說最好是應用試驗時峰值最小平均值;對于軟土來說，最好就是應用流變值。

(三)在凝聚力c 上應該遵循的取值原則

對一些均一性良好的巖體來說，要對離散度比較大的c 值進行合理選取，在具體的選取上應該根據優定斜率法在平均值和下限之間進行。如果巖體比較堅硬的話，在裂隙的發育上可能會存在不均勻或者隨機性，這樣就應該為了巖體整體安全以及一些薄弱的單元不會受到破壞，在c 值的選取上應該選擇下限值。

(四)結構面抗剪強度

如果結構面的試件在突起的部分發生啃斷現象或者膠結的充填物被剪斷的時候，在標準值的選定上應該選取峰值強度比較小的平均值。如果結構面的試件出現摩擦破壞的時候，在標準值的選取上就應該選用流變或者屈服的強度。

二 整理各種參數試驗資料的分析方法

(一)整理抗剪斷的強度試驗資料的步驟是檢查、論證、點繪、確定、分析、確定、點繪。整理，其中使用的分析方法是根據大剪試驗剪面地質素描圖、多點情況分析。

(二)整理巖體變形的特征試驗資料的主要步驟是檢查、判斷、修正、確定、近似計算。其中運用的分析方法是彈性模量分析。

(三)優定的斜率法

這種方法采用可以使在取值上更加合理科學，反對主觀的隨意性。利用兩個組成巖體的抗剪強度參數的隨機變量的相關穩定和差異性，然后再根據從易到難的順序，先對f 進行優定，然后再求出c，這種模式的采用，對于巖體結構特征更加注重，使機械式的裝配和分解得到了有效避免。采用這種方法需要注意的就是以下幾個方面:

第一，要根據巖體工程的地質分級，對巖體進行力學測試研究，然后將得出的數據進行分析和整理，再選取相關的參數。

第二，要仔細調查剪切面以及現場試驗點的具體結構條件，對相應的數據進行合理采集，然后將這些數據進行研究和整理。

第三，需要注意的就是在進行地質環境試點與試驗成果進行對應關系分析的時候，應該著重分析巖體的破壞以及變形機理。

第四，在對數據進行分析和整理過后，首先要優定各個巖級的摩擦系數，根據優定出的數據，將各個級別相應的斜率凝聚力值分別計算出來。

三 巖土力學的參數主要內容

(一)地下洞室的巖體物理學的參數內容

對于一些中小型的水利工程進行地質勘察，所得出的經驗匯編，主要提出了一些圍巖的物理力學參數，對水利工程進行地下洞室的巖體力學的參數進行勘察設計所得數據主要包含密度、抗剪強度、抗剪斷強度、彈性模量等各個方面。從這些勘探數據匯總編制的報告中可知，地下洞室的巖體的力學參數在內容上也是有一定差別的，在隧洞的設計上，如果在性能上存在差異的話，在設計上所采用的指標也肯定是存在一定差異的，所以說，必須要根據水利工程建筑的功能和結構來提出地下洞室的巖體力學參數。

(二)在對邊坡評價中的巖體力學的主要參數內容

在評價邊坡穩定性的時候，經常會使用到的就是結構面上的物理力學參數，巖土體的抗剪強度只有均質的巖土體會用到。在進行滑坡穩定系數的反算的時候，要根據滑坡的不同發育階段來進行測定，對1.0 概念的統一使用是錯誤的，并根據在不同發育階段的滑坡穩定系數進行水利工程設計。

四 結語

所以，在對水利工程在進行勘察和設計的時候，一些相應的參數必須是根據建筑的結構和功能所得出的，在進行實際勘測的時候還要根據當地的實際情況來進行實驗研究，獲取有實際意義的參數，更好地為水利工程建設提供服務。

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［2］徐東梅，鞠金鑫. 略論水利勘察設計招標特點與提高中標率的策略［J］.江蘇水利，2012(7)

［3］鞏向偉，侯豐奎. 水利勘察設計單位計算機應用及信息化［J］.山東水利，2009(12)

［4］王憲琛.水利勘察設計行業加快推廣應用CAD 技術［J］.水利技術監督，2009(4)