一种节理岩体变形模量估计方法技术

本发明专利技术涉及节理岩体力学领域，旨在提供一种节理岩体变形模量估计方法。包括：节理产状测量与节理分组；测量各组节理的几何参数；计算节理网络的连通率；利用单轴压缩试验和剪切试验获得各组节理的切向刚度、法向刚度，以及岩块的变形模量与剪切模量；计算虚拟节理的切向刚度和法向刚度；计算各组节理的总数和岩体的变形模量。本发明专利技术提出了含有多组非贯通节理岩体的变形模量估计方法，从而克服了现有的将所有节理假设成贯通节理的弊端。本发明专利技术具有重复性高的特点，可以对节理岩体不同方向上的变形模量进行估计，可以对变形模量各向异性进行表征。

【技术实现步骤摘要】
一种节理岩体变形模量估计方法
本专利技术涉及节理岩体力学领域，具体涉及一种节理岩体变形模量估计方法。
技术介绍
岩体工程涉及范围甚广，主要包括水利工程、采矿工程、土木工程、石油工程、交通工程、军事工程等，获取岩体的力学参数对工程的设计与施工具有重要的意义。岩体变形是岩体受到荷载以后所产生的重要力学行为，变形模量是众多力学参数中最能表示这种力学行为程度的重要参数，特别是关于地下开挖的问题。同时，大多数研究用于地下开挖问题的应力场和位移场的数值方法也是基于变形模量这一重要参数。工程岩体的变形特性相比较于岩块要复杂得多。因为工程岩体是由岩块和节理、裂隙、断层等不连续节理共同组成的一种地质结构体，其变形特性会受到节理的间距、迹长、组数、裂隙充填物、岩块风化程度等因素影响，加大了获得变形模量的难度。目前获得变形模量的方法主要是原位测试方法和一些间接估计的方法。原位试验主要包括承压板法、狭缝法和钻孔变形法等，但却都受到试验条件高、技术要求高、周期长、费用高等限制。由于间接方法的经济、便捷、简单，目前已逐渐成为获得岩体变形模量的主流方法。间接方法主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节理岩体变形模量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)节理产状测量/n测量岩石节理的产状，测量数据的数量应满足节理分组的要求；/n(2)节理分组/n对节理产状测量数据进行节理分组，其组数记为J；/n(3)测量各组节理的几何参数/n测量各组节理迹长的均值，记为E(l

【技术特征摘要】
1.一种节理岩体变形模量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)节理产状测量
测量岩石节理的产状，测量数据的数量应满足节理分组的要求；
(2)节理分组
对节理产状测量数据进行节理分组，其组数记为J；
(3)测量各组节理的几何参数
测量各组节理迹长的均值，记为E(lj)；各组节理岩桥段长度均值，记为E(lbj)；各组节理倾角的概率密度函数，记为gθj(θj)；各组节理平均法线方向上的线密度，记为λmj；
(4)根据下式计算节理网络的连通率：



其中，kj为第j组节理的连通率；n2j是方形范围内两端可见的节理数量；n0j是方形范围内两端不可见的节理数量；n1j是方形范围内一端可见的节理数量；Nj是方形范围内第j组节理总数；
(5)利用单轴压缩试验和剪切试验获得各组节理的切向刚度ksj、法向刚度knj，以及岩块的变形模量Er与剪切模量G；
(6)计算虚拟节理的切向刚度和法向刚度；



kfnj/kfsj＝Er/G(3)
其中，kfnj是第j组虚拟节理的法向刚度；kfsj是第j组虚拟节理的切向刚度；Er是岩块的变形模量；G是岩块的剪切模量；
(7)利用(4)式计算各组节理的总数



其中，nj是第j组节理的单位法向量；lmj是测线的单位法向量，与nj的方向一致；λmj为测线方向上第j组节理的线密度；E(·)表示均值；L表示方形岩体的边长；Nj是方形范围内第j组节理总数；
(8)利用(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊，张伯虎，穆俊延，吕庆，邓建辉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33