[發(fā)明專利]工程巖體非貫通結構面識別及其確定方法

有效

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• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103093041A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 王述紅;郭牡丹;張世超;倪勇;王存根;昝世明;榮曉洋;高軒麟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于土木工程中巖土工程技術領域，涉及一種工程巖體非貫通結構面識別及其確定方法。

背景技術

巖體不是均質的，而是由許許多多的滑動面、裂隙、節(jié)理、弱面、夾層以及斷層(統(tǒng)稱為結構面)等組成的非均質各向異性和非連續(xù)的復合結構體。結構面按其貫通與否，可分為貫通結構面和非貫通(斷續(xù))結構面。如果某組結構面連續(xù)且貫通整個巖體，是構成巖體、巖塊的邊界，則該結構面稱為貫通結構面；如果巖體中某組結構面斷續(xù)發(fā)育，或者與其結構體相互切割時并未將巖石完全割離，則稱該組結構面為非貫通結構面。非貫通結構面巖體的破壞和失穩(wěn)最終都是通過巖體內部結構面的張開、閉合和擴展而產生的貫通而滑移所引起的。在這些貫通滑移面上除了結構面外一般都包含新發(fā)生破壞的完整巖石-通稱巖橋。巖體的破壞通常是由結構面和巖橋共同破壞組成的。由于巖橋的存在使非貫通結構面巖體的受力及破壞特征都發(fā)生了質的變化：結構面端部應力高度地集中，將導致脆性斷裂破壞；整體的破壞特征表現為由原生結構面和自結構面端部擴展的巖橋斷面所組成的復合破壞。

眾所周知，塊體理論是假定巖體結構面為平面、結構面切割而成的塊體為剛體，塊體失穩(wěn)為脫離巖體或沿結構面產生滑動等平動模式，不考慮塊體和結構面變形、開裂，利用幾何學法分析不同開挖面上可能出現的可移動塊體類型及失穩(wěn)模式。經典的塊體理論從幾何學而言，理論是完備的、封閉的，主要根據結構面的產狀等參數直接判斷相應巖體的可動性。然而從工程施工現場的實際情況來講，它還存在著許多的局限性，例如圖1(a)所示，結構面②是一條非貫通結構面，因為巖橋的存在，劃分的塊體是不可移動的，是穩(wěn)定的。但是，實際上在施工擾動等外力作用下，結構面可能會發(fā)生的張開、閉合和擴展而產生貫通，就會出現如圖1(b)的情況，劃分的塊體就是可移動塊體，進而可能成為巖體破壞的關鍵塊體。可見，識別出工程巖體中的非貫通結構面，并采用合理有效的處理方法，使得塊體理論的研究更加完善，更好的分析工程的穩(wěn)定性就顯得尤為重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于本發(fā)明針對現有塊體理論研究無法搜索出因巖橋貫通而滑移的關鍵塊體的問題，提出了一種工程巖體非貫通結構面識別及其確定方法，并充分考慮巖橋傾角、結構面摩擦系數、圍巖壓力、連通率和結構面傾角對非貫通結構面擴展貫通行為的影響，給出了非貫通結構面在三維網絡模擬時是否應該連通的判別準則。更好的完善了塊體理論的研究。

其技術方案為：

一種工程巖體非貫通結構面識別及其確定方法，包括以下步驟：

(1)利用3GSM數字攝像測量技術和鉆孔攝像技術調查施工現場的結構面信息；

(2)識別出所有的非貫通結構面，并利用下式計算其貫通系數，找到貫通系數小于1的非貫通結構面；

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