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巖體體積節理數的確定新方法

2019-07-10 05:39:04王前進
城市建設理論研究(電子版) 2019年1期
關鍵詞:結構

王前進

南京市測繪勘察研究院股份有限公司 江蘇 南京 210019

1 巖體完整性定量確定方法

節理裂隙發育情況是評價巖體完整性的主要方法,是巖體強度、巖體穩定性的控制性因素。國內工程界一般采用巖體完整性指數、巖體體積節理數評價巖體完整性,其中以巖體完整性指數為主要定量指標,巖體體積節理數為代用定量指標。采用時,須按《工程巖體分級標準》(以下簡稱“規范”)表3.3.2查得對應的值后,再評價巖體完整性。規范附錄B規定巖體體積節理數應采用直接法和間接法。

2 既有巖體體積節理數量測缺點

公式(1)采用的即為間距法,根據李攀峰等的研究成果,以三組節理面為例,僅在三組節理面兩兩相互垂直時(正方體),且法線方向與空間位置的上、下、前、后、左、右完全一致時,公式(1)才能真實反映巖體節理數,實際結構面產狀錯綜復雜,很難滿足節理面兩兩相互垂直的條件。當三組節理面不相互垂直時,各組節理面法向間距1m圍成平行六面體的節理條數,即為,這個平行六面體的體積小于1m3,不能代表單位體積內巖體節理數。

山區線路勘察時,勘探孔間距往往較大,無法進行跨孔法波速試驗,單孔波速確定Kv代表性不足。山區巖體出露點一般較多,為巖體體積節理數觀測提供了便利條件,山區線路勘察借助巖體體積節理數?,確定巖體完整性應用較為普遍,但由于上述原因,確定的不能較為準確的反應巖體的完整性,導致后期隧道施工中圍巖坍塌時有發生。

3 球體法的確立

當有3組、4組、5組……n組節理面時,假定每組節理面法向間距1m時,端部均有節理面或節理面的平行面,節理面(或節理面的平行面)在法向間距1m圍成平行6、8、10……2n面體,假設兩兩結構面夾角相等,隨著節理面組數增加,結構面法向圍成的間距1m圍成平行多面體無限接近直徑為1m的球體。

采用單位球體體積作為單位體積時,任意結構面(假設同組結構面間距相等)的條數是唯一的。

4 球體法與規范直接法、間距法比較

圖1

圖2

圖3

圖4

表4 .1 球體法、直接法、間距法對比

由圖1~圖4及表4.3可知,對不同結構面,采用不同方法確定是差異較大,甚至影響到完整性評價結果,對球體法和間距法,當節理面真間距一定時,同傾向不同傾角或同傾向不同傾角時,確定的分別相同,即不受傾向、傾角的影響。球體法確定的約為直接法的0.9倍,間距法確定的約為直接法的0.72倍,球體法更為接近巖體節理面實際情況。

以紫金山某場地深基坑工程,勘察時,在水平的測面上沿正北方向布置6m長測線,測定結構面的分布情況,沿線共發育3組結構面,測量結果見表4.2,球體法、間距法、基坑開挖時直接法確定的及巖體完整性見表4.3。

表4 .2 紫金山某場地結構面發育情況

表4 .3 紫金山某場地球體法、間距法確定

5 結束語

本文分析了按規范采用直接法、間距法量測、統計的不足,從多組結構面出發,提出采用球體法量測、統計結構面的球體法。當節理面真間距一定時,球體法確定不受傾向、傾角的影響。勘察期間往往不具備直接法量測巖體體積節理數,球體法確定的較規范間距法更為接近巖體節理面實際情況,可作為工程勘察定量確定巖體完整性的方法。

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