【摘要】：在廣義Hoek-Brown強度準(zhǔn)則中,地質(zhì)強度指標(biāo)(GSI)是一個重要的參數(shù),其主要是根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)特征,查表取得。在工程應(yīng)用時,該參數(shù)缺乏定量化依據(jù),其取值主觀性較強,誤差較大。本文基于高速公路邊坡工程鉆探巖芯的定量化指標(biāo)對邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行了分級,并提出邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型的線性定量化指標(biāo)——巖體結(jié)構(gòu)率,通過建立邊坡鉆探巖芯與巖體結(jié)構(gòu)率之間的關(guān)系,即可通過查表獲取GSI的值。該量化方法可以直接利用工程鉆探的巖芯數(shù)據(jù)通過廣義Hoek-Brown強度準(zhǔn)則計算出邊坡工程的巖體強度參數(shù),并可有效地對邊坡工程進(jìn)行數(shù)值化分析。
【圖文】：

?＜11～33～1010～5050～100在GSI取值表中，為便于評價結(jié)構(gòu)類型，本文定義巖體結(jié)構(gòu)率(Ｒock-massStructureＲating，ＲSＲ)，其取值范圍為0～100，線性分布。即散體結(jié)構(gòu)下限為0，整體狀結(jié)構(gòu)為100，均分其值。結(jié)合Sonmez等人的研究成果，均分5類巖體結(jié)構(gòu)的ＲSＲ取值見表3。表3ＲSＲ取值散體結(jié)構(gòu)破碎結(jié)構(gòu)鑲嵌結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)整體狀結(jié)構(gòu)0～2020～4040～6060～8080～100ＲSＲ由ＲBI計算得到，統(tǒng)計分析表2與表3的函數(shù)關(guān)系為ＲSＲ=17.38021×ln(ＲBI+0.367755)+16.99507(6)該函數(shù)的一致性指標(biāo)為0.992。統(tǒng)計關(guān)系曲線如圖1所示。圖1ＲBI-ＲSＲ統(tǒng)計關(guān)系曲線2.3結(jié)構(gòu)面條件率采用Hoek-Brown強度準(zhǔn)則，GSI取值由2種條件確定，即巖體結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)面條件。對結(jié)構(gòu)面條件，本文借鑒Sonmez等［4］1999年研究成果，定義結(jié)構(gòu)面條件率(SurfaceConditionＲating，SCＲ)，由下面參數(shù)確定SCＲ=Ｒr+Ｒw+Ｒf(7)式中:Ｒr，Ｒw，Ｒf分別指結(jié)構(gòu)面的粗糙率、地下水影響率和裂隙填充率。取值采用評分標(biāo)準(zhǔn)，如表4所示。表4SCＲ取值粗糙率Ｒr地下水Ｒw填充率Ｒf非常粗糙6無6無6粗糙5輕微潮濕5堅硬、裂隙＜5mm5輕微粗糙3中等潮濕3堅硬、裂隙＞5mm3光滑1嚴(yán)重潮濕1軟巖、裂隙＜5mm1光滑滑面0滲水0軟巖、裂隙＜5mm073

鐵道建筑December，20162.4地質(zhì)強度指標(biāo)(GSI)定量化綜合ＲSＲ與SCＲ評價，定量化計算GSI，取值參考圖2。對比Hoek-Brown強度準(zhǔn)則參數(shù)GSI評價表格，不考慮層狀巖體參數(shù)評價。圖2節(jié)理巖體地質(zhì)強度指標(biāo)定量化GSI取值圖2為量化后GSI取值表格，橫軸為結(jié)構(gòu)面條件率SCＲ，取值為0～18。縱軸為巖體結(jié)構(gòu)面率ＲSＲ，取值為0～100。3工程應(yīng)用研究3.1工程概況以福建省泉三高速公路YK201+830—YK201+980右側(cè)路塹高邊坡為典型工程實例，利用Hoek-Brown強度準(zhǔn)則，對該巖質(zhì)路塹邊坡各階段所處的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行評價［10-12］。該邊坡地形屬低山丘陵地貌類型，邊坡走向與原自然斜坡走向基本垂直(邊坡線路走向339°)。山上植被發(fā)育，自然斜坡體穩(wěn)定。邊坡地層為上覆坡殘積黏性土:主體為二迭系翠屏山組強風(fēng)化粉砂巖，組織結(jié)構(gòu)基本破壞，原生礦物均已風(fēng)化呈砂土狀，雨水易軟化、崩解。碎塊狀強風(fēng)化層:節(jié)理裂隙發(fā)育，層理不清，錘擊易碎，礦物成分風(fēng)化明顯。下伏為弱風(fēng)化粉砂巖:巖質(zhì)較新鮮，中厚層狀，裂隙較發(fā)育。3.2巖芯定量化分析坡體穩(wěn)定性評價選擇坡體中部K201+950斷面上2個鉆孔對ＲBI進(jìn)行確定。選取2個鉆孔分別位于坡頂(CK1)及坡體中部(CK2)。根據(jù)鉆孔揭露情況，利用ＲBI確定巖體強度指標(biāo)GSI。圖3為CK1鉆孔巖芯樣本，孔深32m，根據(jù)鉆孔巖芯顯示:0～1.2m段為坡殘積黏性土，巖芯松散破碎，手捏即碎;1.2～10m段為砂土狀強風(fēng)化粉砂巖，巖性部分呈柱狀，敲擊易碎，夾碎石，，巖芯中間含泥質(zhì)夾層;10～32m段為碎塊狀強風(fēng)化粉砂巖，碎塊狀，中部巖芯呈紅褐色，下部呈灰白色，地質(zhì)錘敲擊巖芯碎裂。圖3CK1鉆孔巖芯樣本依據(jù)ＲBI要求對CK1巖芯進(jìn)行量測，由于坡體巖性破碎，且無＞30cm的巖芯，將其分為＜3cm，3～10cm，10～30cm3個層次進(jìn)行統(tǒng)?
【作者單位】： 中國鐵道科學(xué)研究院;
【分類號】：TU457

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本文編號：2527692