岩体软弱结构面倾角对岩体强度的影响,关于免费岩体强度论文范文在这里免费下载与阅读,为您的岩体强度相关论文写作提供资料。
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摘 要：岩体当中经常会有软弱结构面存在,不同的软弱结构面倾角会对岩体的强度产生重要而直接的影响,进而影响工程结构的安全与稳定.文章对常用研究方法进行了对比分析,通过模型试验的方法对岩体软弱结构面的不同倾角对岩体的强度进行了研究,根据试验结果总结规律,并对工程建设当中如何减少或者消除软弱结构面倾角对岩体强度的影响提出了建议.
关键词：岩体；软弱结构面；倾角；模型试验
中图分类号：U455.4 文献标识码：A
一、前言
工程建设中经常会遇到不同的岩体,这些岩体都可以视为由结构体和结构面组成.结构体指岩体中被结构面切割而产生的单个岩石块体,结构面是指存在于岩体中的各种不同成因、不同特征的地质构造界面,比如层理、解理、节理、断层等,强度较低的结构面称为软弱结构面.结构面对岩体的强度等工程性质有非常不利的影响,特别是软弱结构面的存在,将使岩体的强度显著降低,对岩体的不利影响尤其巨大,进而影响到工程结构的安全与稳定.
软弱结构面的组数、密度、长度、走向、倾向和倾角都会对岩体的强度产生重要影响,软弱结构面的倾角对岩体强度具有明显的影响.对于边坡工程,当岩体软弱结构面的倾角大于边坡倾角时,边坡极易发生顺层滑坡,影响建设工程的安全与稳定.因此,在国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）中对岩质边坡的破坏形式和岩质边坡岩体稳定性分类时,都特别考虑了软弱结构面对岩体强度的影响.对于基础工程,软弱结构面倾角将直接影响岩体的强度和破坏形式,比如,当软弱结构面倾角成90°时,如果软弱结构面宽度较窄,其对地基岩体的不利影响将很小,而当软弱结构面倾角为45°时,岩质地基容易产生滑移剪切破坏.在地下工程中,由于洞室的开挖将增加地下岩体的临空面,进而改变软弱结构面的受力状态,洞室围岩很容易因为软弱结构面自身的软弱和倾角的不利影响而导致塌方.
从以上分析可以看出,软弱结构面倾角对岩体强度具有重要影响,进而对工程岩体的工程性质产生不利影响.因此,对岩体软弱结构面倾角对岩体强度的影响进行研究具有重要的意义.
二、研究方法
理论分析、数值计算、现场测试、模型试验是土木工程领域主要的四种研究方法,这四种方法都可以用于软弱结构面倾角对岩体强度影响的研究,但又各有所长.
理论分析的方法需要得到解析解较多,但工程实际当中,有时很难获得解析解.数值计算就是仿真分析,可以节约大量的人力物力和时间,过程准确,但由于土木工程的一些不确定因素,输入参数难以精确,还有模型简化等问题,存在一定局限性.现场测试能反应工程体的实际状况,常在工程施工过程中进行,投入较大,周期长.模型试验可使工程中发生的现象在实验室中再现出来,而且还可以对试验中主要因素进行独立控制.与现场实测相比,可进行方案的前期优化,具有省时、省力的优点.
模型试验的意义,可从五个方面加以说明：
（1）模型試验作为一种研究手段,可以严格控制试验对象的主要参数而不受外界条件和自然条件的限制,做到结果准确.
（2）模型试验有利于在复杂的试验过程中突出主要矛盾,便于把握、发现现象的内在联系,并且有时可用来对原型所得结论进行校验.
（3）由于模型与原型相比,尺寸一般都是按比例缩小的,故制造加工方便,可节省资金、人力和时间.
（4）模型试验能预测尚未建造出来的实物对象或根本不能直接研究的实物对象的性能.
（5）当其他各种分析方法不能采用时,模型试验就成了现象相似性问题唯一的和更为重要的研究手段.
目前,国内陈静曦、冯君、张忠平、杨明亮、黄润秋等对边坡工程岩体当中的软弱结构面倾角对边坡岩体的稳定性进行了研究,并提出了解决实际工程的问题的一些方法.这些相关的研究,主要采用理论计算、数值模拟、现场试验与分析等方法.
日本京都大学足立纪尚等人模拟裂隙岩块试验研究了不同结构面对岩体强度的影响.这是采用模型试验这种方法对岩体软弱结构面进行研究的较早而又具有显著影响的代表.西南交通大学高波等人在研究隧道抗减震模型试验时,也曾对岩体中的软弱结构面进行了一定的模拟与研究,是国内为数不多的模型试验研究项目之一.
本课题的研究将通过岩体及其不同倾角的软弱结构面的模型试验,探索岩体软弱结构面倾角对岩体强度影响的一般规律.
三、模型试验
1.岩体及岩体软弱结构面倾角的模拟
本课题研究时采用C20高钛矿渣混凝土进行对岩体进行模拟,基配合比为：0.51∶1∶1.81∶3.68,即每方混凝土中,水175kg、水泥343kg、砂621kg、高钛矿渣1261kg.计划制作试件5组,每组3个,共计15个.模拟岩体的高钛矿渣混凝土配制采用人工计量、人工搅拌方式,直到混凝土满足和易性等要求为止.
本课题研究时,采用硬纸板模拟岩体当中的软弱结构面,通过调整硬纸板的位置来模拟软弱结构面在岩体当中的不同倾角.
2.模型试件的制作
模型试件采用标准的15cm试模盒进行制作,制作时应将试模盒清理干净,并涂刷脱模剂.
试模盒准备好后即可开始灌注模型.通过调整纸板的位置及强度测试时的抗压方向,可得到对岩体倾角分别为：0°、30°、45°、60°和90°的模拟,详见图1、图2、图3、图4、图5.图中斜线填充部分为纸板,用以模拟岩体结构当中的软弱结构面,其倾角分别为0°、30°、45°、60°和90°.图中箭头所指方向为抗压强度测试时荷载加载方向.
模拟岩体软弱结构面的纸板在水平面上均贯穿试件剖面,其长度可以根据倾角的不同以及几何关系进行计算求得,分别为15cm、17.32cm、21.21cm、17.32 cm和15 cm.通过计算和观察发现,0°和90°两组试件、30°和60°两组试件,其制作完全可以一样,只是在抗压强度试验加载时,分别加在两个互相垂直的不同方向上.
结论：适合岩体强度论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关岩体强度开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
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