裂隙巖體宏觀力學參數(shù)研究

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1、第27卷第8期巖石力學與工程學報Vol.27No.82008年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2008裂隙巖體宏觀力學參數(shù)研究1123陳衛(wèi)忠，楊建平，鄒喜德，周春宏(1.中國科學院武漢巖土力學研究所巖土力學與工程國家重點實驗室，湖北武漢430071；2.二灘水電開發(fā)有限責任公司，四川成都610021；3.華東勘測設計研究院，浙江杭州310014)摘要：裂隙巖體的變形模量及強度特性是工程界關注的焦點，其關鍵是巖體變形模量及強度的尺寸效應和表征單元尺寸(REV)。根據(jù)錦屏二級水

2、電站大理巖裂隙統(tǒng)計分布規(guī)律及巖塊和結(jié)構(gòu)面力學特性試驗成果，確定巖塊和結(jié)構(gòu)面的本構(gòu)模型，建立考慮無厚度裂隙面力學響應的分析模型。研究不同尺寸、不同統(tǒng)計窗裂隙巖體的力學響應特征，并重點研究裂隙巖體變形模量和單軸抗壓強度的尺寸效應、REV特征以及各向異性特征。該研究方法為裂隙巖體的宏觀力學參數(shù)取值提供參考，研究成果也為錦屏二級水電站工程巖體參數(shù)取值提供了依據(jù)。關鍵詞：巖石力學；裂隙巖體；變形模量；強度；尺寸效應；各向異性中圖分類號：TU45文獻標識碼：A文章編號：1000–6915(2008)08–1569–07RESEARCHONMACROME

3、CHANICALPARAMETERSOFFRACTUREDROCKMASSES1122CHENWeizhong，YANGJianping，ZOUXide，ZHOUChunhong(1.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China；2.ErtanHydropowerDevelopmentCompanyLtd.，C

4、hengdu，Sichuan610021，China；3.EastChinaInvestigationandDesignInstitute，Hangzhou，Zhejiang310014，China)Abstract：Deformationandstrengthcharacteristicsoffracturedrockmassesarealwaysthefocusingeotechnicalengineering.Thekeyfordeterminingdeformationmodulusandstrengthparametersisto

5、studyrepresentativeelementaryvolume(REV)andscaleeffectsoffracturedrockmass.BasedonfieldinvestigationsoffracturedistributioninrockmassofJinpingIIHydropowerStation，fracturenetworkandmeshesconsideringzero-thicknessfracturesfornumericalsimulationaregenerated.Mechanicalmodelsof

6、rockandfracturesareestablishedseparatelybasedonlaboratorytriaxialandsheartestresults.Scaleeffects，REVandanisotropicpropertiesofrockmassarestudiedbyFEMconsideringdifferentscalesandorientationsinsite.TheachievementswillbenefitparameterdeterminationinJinpingIIHydropowerStatio

7、n；andthemethodcanofferimportantreferenceforotherpracticalengineering.Keywords：rockmechanics；fracturedrockmass；deformationmodulus；strength；scaleeffect；anisotropy形成不同尺度的結(jié)構(gòu)面，從而產(chǎn)生不連續(xù)性、非均1引言質(zhì)性和各向異性。結(jié)構(gòu)面的存在控制著巖體的變形、強度、滲透特性。對于數(shù)量較少、規(guī)模較大的結(jié)構(gòu)巖體作為一種地質(zhì)體，在漫長的地質(zhì)過程中會面如斷層、軟弱夾層以及貫穿巖體的連續(xù)節(jié)理面，收

8、稿日期：2008–02–27；修回日期：2008–04–25基金項目：國家自然科學基金雅礱江水電開發(fā)聯(lián)合研究基金重點項目(50579087，50539050)；國家自然科學基金西