[發明專利]一種土的三軸壓縮試驗的模型試驗方法

有效

• 申請號: 201810609540.8
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108760463B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 馬少坤;李濤;蘇擁軍;覃璐;阮耀民
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G06F119/14
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

1.一種土的三軸壓縮試驗的模型試驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

A.根據《土工試驗規程》SL237-1999，對原型土進行顆粒分析試驗，獲得原型土的顆粒級配，計算原型土的不均勻系數和曲率系數，

B.確定模型土的粗顆粒的母巖，

B.a.按照儀器的規格確定試樣直徑，

B.b.根據《土工試驗規程》SL237-1999，按照試樣直徑確定儀器允許最大粒徑d_lim，

B.c.根據《土工試驗規程》SL237-1999，按照原型土進行顆粒分析試驗的結果，獲得原型土最大粒徑d_max，

B.d.長度相似比的取值不小于原型土最大粒徑與儀器允許最大粒徑之比，

C_l≥d_max/d_lim (1)

式中：C_l為長度相似比；d_lim為儀器允許最大粒徑；d_max為原型土最大粒徑，

B.e.按照地質學原理，判斷原型土粗顆粒的母巖的巖石種類，并在當地采集該巖石，

B.f.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對原型土的粗顆粒的母巖進行密度試驗，測出原型土粗顆粒的母巖的干密度ρ_dp，

B.g.采用試錯法，選擇備選模型土粗顆粒的母巖，并采集備選模型土粗顆粒的母巖，備選模型土粗顆粒的母巖為巖石、非巖石自然固體或人工固體，人工固體為純石膏、礦渣硅酸鹽水泥，

B.h.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對備選模型土粗顆粒的母巖進行密度試驗，測出備選模型土粗顆粒的母巖的干密度ρ_dm^*，

B.i.備選密度相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的干密度與備選模型土粗顆粒的母巖干密度之比，

C_ρ^*＝ρ_dp/ρ_dm^* (2)

式中：C_ρ^*為備選密度相似比；ρ_dp為原型土粗顆粒的母巖的干密度；ρ_dm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的干密度，

B.j.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對原型土粗顆粒的母巖進行巖石聲波測試，獲得原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量E_dp，

B.k.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對備選模型土粗顆粒的母巖進行巖石聲波測試，獲得備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量E_dm^*，

B.l.備選動彈性模量相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量與備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量之比，

C_Ed^*＝E_dp/E_dm^* (3)

式中：C_Ed^*為備選動彈性模量相似比；E_dp為原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量；E_dm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量，

B.m.驗算備選動彈性模量相似比是否滿足式(4)

|C_Ed^*-C_lC_ρ|ε_CEd (4)

式中：C_ρ為密度相似比，ε_CEd為動彈性模量相似比的誤差容許值，按照式(5)計算，

式中：ε_Edp為原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量的誤差容許值；ε_Edm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量的誤差容許值，

各種材料的動彈性模量的誤差容許值取值為該材料的動彈性模量的標準差的3倍，

B.n.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對原型土粗顆粒的母巖進行單軸抗壓強度試驗，獲得原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度R_cp，

B.o.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對備選模型土粗顆粒的母巖進行單軸抗壓強度試驗，獲得備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度R_cm^*，

B.p.備選單軸抗壓強度相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度與備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度之比，

C_Rc^*＝R_cp/R_cm^* (6)

式中：C_Rc^*為備選單軸抗壓強度相似比；R_cp為原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度；R_cm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度，

B.q.驗算備選單軸抗壓強度相似比是否滿足式(7)

|C_Rc^*-C_lC_ρ|＜ε_CRc (7)

式中：C_ρ為密度相似比，ε_CRc為單軸抗壓強度相似比的誤差容許值，按照式(8)計算，

式中：ε_Rcp為原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度的誤差容許值；ε_Rcm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度的誤差容許值，

各種材料的單軸抗壓強度的誤差容許值取值為該材料的單軸抗壓強度的標準差的3倍，

B.r.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對原型土粗顆粒的母巖進行單軸壓縮變形試驗，獲得原型土粗顆粒的母巖的泊松比μ_p，

B.s.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對備選模型土粗顆粒的母巖進行單軸壓縮變形試驗，獲得備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比μ_m^*，

B.t.備選泊松比相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的泊松比與備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比之比，

C_μ^*＝μ_p/μ_m^* (9)

式中：C_μ^*為備選泊松比相似比；μ_p為原型土粗顆粒的母巖的泊松比；μ_m^*為備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比，

B.u.驗算備選泊松比相似比是否滿足式(10)

|C_μ^*-1|ε_Cμ (10)

式中：ε_Cμ為泊松比相似比的誤差容許值，按照式(11)計算，

式中：ε_μp為原型土粗顆粒的母巖的泊松比的誤差容許值；ε_μm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比的誤差容許值，各種材料的泊松比的誤差容許值取值為該材料的泊松比的標準差的3倍，

B.v.當備選動彈性模量相似比滿足式(4)，同時備選單軸抗壓強度相似比滿足式(7)，同時備選泊松比相似比滿足式(10)時，確定選擇該備選模型土粗顆粒的母巖作為模型土粗顆粒的母巖，

C.計算模型土各質量百分數相應的粒徑，并獲得模型土的相似級配，

C.a.按照式(12)計算模型土各質量百分數相應的粒徑

d_m＝d_p/C_l (12)

式中：d_m為模型土的粒徑；d為原型土的粒徑，

C.b.根據《土工試驗規程》SL237-1999，按照模型土各質量百分數相應的粒徑，獲得模型土的顆粒級配，計算模型土的不均勻系數和曲率系數，

D.計算用于等量替換模型土細顆粒的材料的量，

D.a.按照式(13)計算黏聚力相似比

C_c＝C_lC_ρ (13)

式中：C_ρ為密度相似比，C_c為粘聚力相似比，

D.b.原型土粒徑小于0.075mm的顆粒將用于替換模型土粒徑小于0.075mm的顆粒，其相對于模型土的質量百分數為

m_0.075a＝m_0.075p/C_c (14)

式中：m_0.075a為替換進模型土的粒徑小于0.075mm的原型土的質量百分數，該質量百分數為相對于模型土的質量百分數；m_0.075p為原型土粒徑小于0.075mm的顆粒質量百分數，該質量百分數為相對于原型土的質量百分數，

D.c.粒徑小于0.075mm的無粘性填充材料將用于替換模型土粒徑小于0.075mm的顆粒，其相對于模型土的質量百分數為

m_0.075b＝m_0.075-m_0.075p/C_c (15)

式中：m_0.075b為替換進模型土的粒徑小于0.075mm的無粘性填充材料顆粒的質量百分數，該質量百分數為相對于模型土的質量百分數；m_0.075為被剔除掉的模型土粒徑小于0.075mm的顆粒質量百分數，

D.d.模型土粒徑大于0.075mm的顆粒不進行替換，

E.采集或制備模型土的粗顆粒的母巖，對模型土粗顆粒的母巖進行破碎、研磨，或者直接在自然界采集模型土粗顆粒的母巖所風化形成的土，

E.a.采集或制備模型土的粗顆粒的母巖，或者直接在自然界采集模型土粗顆粒的母巖所風化形成的土，

E.b.對模型土粗顆粒的母巖進行破碎、研磨，獲得顆粒的最大粒徑不小于模型土的最大粒徑，若模型土直接來自自然界，自然顆粒的最大粒徑不小于模型土的最大粒徑，

F.按照相似級配制備模型土，并對模型土部分細顆粒進行替換，

F.a.采用主步驟E中母巖破碎、研磨得到的顆粒，或者是采集的自然顆粒，按照相似級配制備模型土，

F.b.采用粒徑小于0.075mm的原型土顆粒和粒徑小于0.075mm的無粘性填充材料共同替換模型土中粒徑小于0.075mm的顆粒，替換的量按主步驟D計算，無粘性填充材料為雙飛粉或者是灰鈣，

F.c.模型土粒徑大于0.075mm的顆粒不改變材料，

G.根據《土工試驗規程》SL237-1999，對模型土進行三軸壓縮試驗，獲得模型土的力學參數，

H.計算原型土的力學參數，

H.a.計算土樣參數的相似比：

應力相似比為C_σ＝C_lC_ρ (16)

粘聚力相似比為C_c＝C_lC_ρ (13)

孔隙水壓力相似比為C_p＝C_lC_ρ (17)

彈性模量相似比為C_E＝C_lC_ρ (18)

加載速率相似比為

無量綱參數的相似比和重力加速度的相似比為1，即：內摩擦角相似比泊松比相似比C_μ＝1，應變相似比C_ε＝1，重力加速度相似比C_g＝1.

H.b.計算原型土的參數：

原型土的參數為X_p＝C_XX_m (20)

式中：X_p為原型土的參數，代表原型的應力σ_p、粘聚力c_p、孔隙水壓力p_p、彈性模量E_p、加載速率r_p，內摩擦角泊松比μ_p、應變ε_p、重力加速度g_p；C_X為土樣參數的相似比，代表應力、粘聚力、孔隙水壓力、彈性模量、加載速率、內摩擦角、泊松比、應變、重力加速度的相似比；X_m為模型土的參數，代表模型的應力σ_m、粘聚力c_m、孔隙水壓力p_m、彈性模量E_m、加載速率r_m、內摩擦角泊松比μ_m、應變ε_m、重力加速度g_m。

2.根據權利要求1所述的土的三軸壓縮試驗的模型試驗方法，其特征在于，當不具備巖石聲波測試、單軸壓縮變形試驗和單軸抗壓強度試驗的條件時，步驟B.確定模型土的粗顆粒的母巖，調整為：

B.a.按照儀器的規格確定試樣直徑，

B.b.根據《土工試驗規程》SL237-1999，按照試樣直徑確定儀器允許最大粒徑d_lim，

B.c.根據《土工試驗規程》SL237-1999，按照原型土進行顆粒分析試驗的結果，獲得原型土最大粒徑d_max，

B.d.長度相似比的取值不小于原型土最大粒徑與儀器允許最大粒徑之比，

C_l≥d_max/d_lim (1)

式中：C_l為長度相似比；d_lim為儀器允許最大粒徑；d_max為原型土最大粒徑，

B.e.按照地質學原理，判斷原型土粗顆粒的母巖的巖石種類，并在當地采集該巖石，

B.f.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對原型土的粗顆粒的母巖進行密度試驗，測出原型土粗顆粒的母巖的干密度ρ_dp，

B.g.采用試錯法，選擇備選模型土粗顆粒的母巖，并采集備選模型土粗顆粒的母巖，備選模型土粗顆粒的母巖為巖石、非巖石自然固體或人工固體，人工固體為純石膏、礦渣硅酸鹽水泥，

B.h.根據《工程巖體試驗方法標準》GB/T 50266-2013，對備選模型土粗顆粒的母巖進行密度試驗，測出備選模型土粗顆粒的母巖的干密度ρ_dm^*，

B.i.備選密度相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的干密度與備選模型土粗顆粒的母巖干密度之比，

C_ρ^*＝ρ_dp/ρ_dm^* (2)

式中：C_ρ^*為備選密度相似比；ρ_dp為原型土粗顆粒的母巖的干密度；ρ_dm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的干密度，

B.j.按照式(21)至式(55)，結合原型土粗顆粒的母巖的巖石種類及干密度ρ_dp，計算原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量E_dp，各種材料的動彈性模量為：

當材料為花崗巖時，

式中：逗號前為所取值，逗號后為所取值相應的定義域，E_d為材料的動彈性模量，單位為10⁴MPa；ρ為材料的密度，單位為g/cm³，

當材料為正長巖時，

當材料為閃長巖時，

當材料為斑巖時，E_d＝4.6667ρ-4,2.7＜ρ≤3.3 (24)

當材料為安山巖時，

當材料為玄武巖時，

當材料為輝綠巖時，

當材料為流紋巖時，E_d＝5.3750ρ-6.3375,2.5＜ρ≤3.3 (28)

當材料為花崗片麻巖時，E_d＝1.5ρ+5.05,2.7＜ρ≤2.9 (29)

當材料為片麻巖時，

當材料為石英巖時，

當材料為大理巖時，E_d＝4ρ-5,2.5＜ρ≤3.3 (32)

當材料為千枚巖時，E_d＝0.8750ρ+4.9125,2.5＜ρ≤3.3 (33)

當材料為板巖時，E_d＝0.8750ρ+4.9125,2.5＜ρ≤3.3 (34)

當材料為凝灰巖時，E_d＝5.3750ρ-6.3375,2.5＜ρ≤3.3 (35)

當材料為火山角礫巖時，E_d＝5.3750ρ-6.3375,2.5＜ρ≤3.3 (36)

當材料為火山集塊巖時，E_d＝5.3750ρ-6.3375,2.5＜ρ≤3.3 (37)

當材料為礫巖時，

當材料為石英砂巖時，E_d＝12.7273ρ-28.0909,2.6ρ≤2.71 (39)

當材料為砂巖時，

當材料為片狀砂巖時，E_d＝6.75ρ-11.15,2.3926ρ≤2.837 (41)

當材料為碳質砂巖時，E_d＝4.75ρ-6.45,2.2ρ≤3 (42)

當材料為碳質頁巖時，E_d＝4.3333ρ-5.8667,2ρ≤2.6 (43)

當材料為黑頁巖時，E_d＝4.3333ρ-5.8667,2.5077ρ≤3.0846 (44)

當材料為帶狀頁巖時，E_d＝2ρ-2.4,1.55ρ≤1.65 (45)

當材料為砂質頁巖時，E_d＝9ρ-16.3,2.3ρ≤2.6 (46)

當材料為云母頁巖時，E_d＝9ρ-16.3,2.3ρ≤2.6 (47)

當材料為軟頁巖時，E_d＝2ρ-2.1,1.8ρ≤2 (48)

當材料為頁巖時，E_d＝2ρ-2.1,2ρ≤2.7 (49)

當材料為泥灰巖時，

當材料為黑泥灰巖時，E_d＝8ρ-14.8,2.2ρ≤2.3 (51)

當材料為石灰巖時，

當材料為白云巖時，

當材料為純石膏時，

式中：R_g為水膏比，

當材料為礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5時，

式中：R_wc為水灰比，

B.k.按照式(21)至式(55)，結合備選模型土粗顆粒的母巖的巖石種類及干密度ρ_dm^*或水膏比R_g或水灰比R_wc，計算備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量E_dm^*，

B.l.備選動彈性模量相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量與備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量之比，

C_Ed^*＝E_dp/E_dm^* (3)

式中：C_Ed^*為備選動彈性模量相似比；E_dp為原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量；E_dm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量，

B.m.驗算備選動彈性模量相似比是否滿足式(4)

|C_Ed^*-C_lC_ρ|ε_CEd (4)

式中：C_ρ為密度相似比，ε_CEd為動彈性模量相似比的誤差容許值，按照式(5)計算，

式中：ε_Edp為原型土粗顆粒的母巖的動彈性模量的誤差容許值；ε_Edm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的動彈性模量的誤差容許值，各種材料的動彈性模量的誤差容許值為：

當材料為花崗巖時，

式中：逗號前為所取值，逗號后為所取值相應的定義域，ε_Ed為材料的動彈性模量的誤差容許值，單位為10⁴MPa；ρ為材料的密度，單位為g/cm³，

當材料為正長巖時，

當材料為閃長巖時，

當材料為斑巖時，ε_Ed＝1.4,2.7ρ≤3.3 (59)

當材料為安山巖時，

當材料為玄武巖時，

當材料為輝綠巖時，

當材料為流紋巖時，ε_Ed＝2.15,2.5ρ≤3.3 (63)

當材料為花崗片麻巖時，ε_Ed＝0.15,2.7ρ≤2.9 (64)

當材料為片麻巖時，

當材料為石英巖時，

當材料為大理巖時，ε_Ed＝1.6,2.5ρ≤3.3 (67)

當材料為千枚巖時，ε_Ed＝0.35,2.5ρ≤3.3 (68)

當材料為板巖時，ε_Ed＝0.35,2.5ρ≤3.3 (69)

當材料為凝灰巖時，ε_Ed＝2.15,2.5ρ≤3.3 (70)

當材料為火山角礫巖時，ε_Ed＝2.15,2.5ρ≤3.3 (71)

當材料為火山集塊巖時，ε_Ed＝2.15,2.5ρ≤3.3 (72)

當材料為礫巖時，

當材料為石英砂巖時，ε_Ed＝0.7,2.6ρ≤2.71 (74)

當材料為砂巖時，

當材料為片狀砂巖時，ε_Ed＝1.5,2.3926ρ≤2.837 (76)

當材料為碳質砂巖時，ε_Ed＝1.9,2.2ρ≤3 (77)

當材料為碳質頁巖時，ε_Ed＝1.3,2ρ≤2.6 (78)

當材料為黑頁巖時，ε_Ed＝1.25,2.5077ρ≤3.0846 (79)

當材料為帶狀頁巖時，ε_Ed＝0.1,1.55ρ≤1.65 (80)

當材料為砂質頁巖時，ε_Ed＝1.35,2.3ρ≤2.6 (81)

當材料為云母頁巖時，ε_Ed＝1.35,2.3ρ≤2.6 (82)

當材料為軟頁巖時，ε_Ed＝0.7,1.8ρ≤2 (83)

當材料為頁巖時，ε_Ed＝0.7,2ρ≤2.7 (84)

當材料為泥灰巖時，

當材料為黑泥灰巖時，ε_Ed＝0.4,2.2ρ≤2.3 (86)

當材料為石灰巖時，

當材料為白云巖時，

當材料為純石膏時，

式中：R_g為水膏比，

當材料為礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5時，

式中：R_wc為水灰比，

B.n.按照式(91)至式(125)，結合原型土粗顆粒的母巖的巖石種類及干密度ρ_dp，計算原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度R_cp，各種材料的單軸抗壓強度為：

當材料為花崗巖時，

式中：逗號前為所取值，逗號后為所取值相應的定義域，R_c為材料的單軸抗壓強度，單位為MPa；ρ為材料的密度，單位為g/cm³，

當材料為正長巖時，

當材料為閃長巖時，

當材料為斑巖時，R_c＝150ρ-245,2.7ρ≤3.3 (94)

當材料為安山巖時，

當材料為玄武巖時，

當材料為輝綠巖時，

當材料為流紋巖時，R_c＝162.5ρ-286.25,2.5ρ≤3.3 (98)

當材料為花崗片麻巖時，R_c＝100ρ-90,2.7ρ≤2.9 (99)

當材料為片麻巖時，

當材料為石英巖時，

當材料為大理巖時，R_c＝87.5ρ-148.75,2.5ρ≤3.3 (102)

當材料為千枚巖時，R_c＝25ρ+57.5,2.5ρ≤3.3 (103)

當材料為板巖時，R_c＝25ρ+57.5,2.5ρ≤3.3 (104)

當材料為凝灰巖時，R_c＝162.5ρ-286.25,2.5ρ≤3.3 (105)

當材料為火山角礫巖時，R_c＝162.5ρ-286.25,2.5ρ≤3.3 (106)

當材料為火山集塊巖時，R_c＝162.5ρ-286.25,2.5ρ≤3.3 (107)

當材料為礫巖時，

當材料為石英砂巖時，R_c＝313.6364ρ-747.4545,2.6＜ρ≤2.71 (109)

當材料為砂巖時，

當材料為片狀砂巖時，R_c＝166.25ρ-318.75,2.3985＜ρ≤2.6992 (111)

當材料為碳質砂巖時，R_c＝112.5ρ-197.5,2.2＜ρ≤3 (112)

當材料為碳質頁巖時，R_c＝91.6667ρ-158.3333,2ρ≤2.6 (113)

當材料為黑頁巖時，R_c＝91.6667ρ-158.3333,2.4473＜ρ≤3.1455 (114)

當材料為帶狀頁巖時，R_c＝20ρ-25,1.55＜ρ≤1.65 (115)

當材料為砂質頁巖時，R_c＝200ρ-400,2.3＜ρ≤2.6 (116)

當材料為云母頁巖時，R_c＝200ρ-400,2.3ρ≤2.6 (117)

當材料為軟頁巖時，R_c＝28.5714ρ-37.1429,1.8ρ≤2 (118)

當材料為頁巖時，R_c＝28.5714ρ-37.1429,2ρ≤2.7 (119)

當材料為泥灰巖時，

當材料為黑泥灰巖時，R_c＝50ρ-85,2.2ρ≤2.3 (121)

當材料為石灰巖時，

當材料為白云巖時，

當材料為純石膏時，

式中：R_g為水膏比，

當材料為礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5時，

式中：R_wc為水灰比，

B.o.按照式(91)至式(125)，結合備選模型土粗顆粒的母巖的巖石種類及干密度ρ_dm^*或水膏比R_g或水灰比R_wc，計算備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度R_cm^*，

B.p.備選單軸抗壓強度相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度與備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度之比，

C_Rc^*＝R_cp/R_cm^* (6)

式中：C_Rc^*為備選單軸抗壓強度相似比；R_cp為原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度；R_cm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度，

B.q.驗算備選單軸抗壓強度相似比是否滿足式(7)

|C_Rc^*-C_lC_ρ|＜ε_CRc (7)

式中：C_ρ為密度相似比，ε_CRc為單軸抗壓強度相似比的誤差容許值，按照式(8)計算，

式中：ε_Rcp為原型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度的誤差容許值；ε_Rcm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的單軸抗壓強度的誤差容許值，各種材料的單軸抗壓強度的誤差容許值為：

當材料為花崗巖時，

式中：逗號前為所取值，逗號后為所取值相應的定義域，ε_Rc為材料的單軸抗壓強度的誤差容許值，單位為MPa；ρ為材料的密度，單位為g/cm³，

當材料為正長巖時，

當材料為閃長巖時，

當材料為斑巖時，ε_Rc＝45,2.7ρ≤3.3 (129)

當材料為安山巖時，

當材料為玄武巖時，

當材料為輝綠巖時，

當材料為流紋巖時，ε_Rc＝65,2.5ρ≤3.3 (133)

當材料為花崗片麻巖時，ε_Rc＝10,2.7＜ρ≤2.9 (134)

當材料為片麻巖時，

當材料為石英巖時，

當材料為大理巖時，ε_Rc＝35,2.5＜ρ≤3.3 (137)

當材料為千枚巖時，ε_Rc＝10,2.5＜ρ≤3.3 (138)

當材料為板巖時，ε_Rc＝65,2.5＜ρ≤3.3 (139)

當材料為凝灰巖時，ε_Rc＝65,2.5＜ρ≤3.3 (140)

當材料為火山角礫巖時，ε_Rc＝65,2.5＜ρ≤3.3 (141)

當材料為火山集塊巖時，ε_Rc＝65,2.5＜ρ≤3.3 (142)

當材料為礫巖時，

當材料為石英砂巖時，ε_Rc＝17.25,2.6＜ρ≤2.71 (144)

當材料為砂巖時，

當材料為片狀砂巖時，ε_Rc＝25,2.3926＜ρ≤2.837 (146)

當材料為碳質砂巖時，ε_Rc＝45,2.2＜ρ≤3 (147)

當材料為碳質頁巖時，ε_Rc＝27.5,2ρ≤2.6 (148)

當材料為黑頁巖時，ε_Rc＝32,2.5077ρ≤3.0846 (149)

當材料為帶狀頁巖時，ε_Rc＝1,1.55ρ≤1.65 (150)

當材料為砂質頁巖時，ε_Rc＝30,2.3ρ≤2.6 (151)

當材料為云母頁巖時，ε_Rc＝30,2.3ρ≤2.6 (152)

當材料為軟頁巖時，ε_Rc＝2.8572,1.8ρ≤2 (153)

當材料為頁巖時，ε_Rc＝10,2ρ≤2.7 (154)

當材料為泥灰巖時，

當材料為黑泥灰巖時，ε_Rc＝2.5,2.2ρ≤2.3 (156)

當材料為石灰巖時，

當材料為白云巖時，

當材料為純石膏時，

式中：R_g為水膏比，

當材料為礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5時，

式中：R_wc為水灰比，

B.r.按照式(161)至式(195)，結合原型土粗顆粒的母巖的巖石種類及干密度ρ_dp，計算原型土粗顆粒的母巖的泊松比μ_p，各種材料的泊松比為：

當材料為花崗巖時，

式中：逗號前為所取值，逗號后為所取值相應的定義域，μ為材料的泊松比；ρ為材料的密度，單位為g/cm³，

當材料為正長巖時，

當材料為閃長巖時，

當材料為斑巖時，μ＝-0.2333ρ+0.79,2.7ρ≤3.3 (164)

當材料為安山巖時，

當材料為玄武巖時，

當材料為輝綠巖時，

當材料為流紋巖時，μ＝-0.175ρ+0.5975,2.5＜ρ≤3.3 (168)

當材料為花崗片麻巖時，μ＝-0.75ρ+2.225,2.7＜ρ≤2.9 (169)

當材料為片麻巖時，

當材料為石英巖時，

當材料為大理巖時，μ＝-0.25ρ+0.985,2.5ρ≤3.3 (172)

當材料為千枚巖時，μ＝-0.25ρ+0.985,2.5＜ρ≤3.3 (173)

當材料為板巖時，μ＝-0.25ρ+0.985,2.5＜ρ≤3.3 (174)

當材料為凝灰巖時，μ＝-0.175ρ+0.5975,2.5＜ρ≤3.3 (175)

當材料為火山角礫巖時，μ＝-0.1375ρ+0.5037,2.5ρ≤3.3 (176)

當材料為火山集塊巖時，μ＝-0.1375ρ+0.5037,2.5＜ρ≤3.3 (177)

當材料為礫巖時，

當材料為石英砂巖時，μ＝-1.8182ρ+4.9773,2.6＜ρ≤2.71 (179)

當材料為砂巖時，

當材料為片狀砂巖時，μ＝-0.25ρ+0.8,2.3926＜ρ≤2.837 (181)

當材料為碳質砂巖時，μ＝-0.2125ρ+0.7175,2.2＜ρ≤3 (182)

當材料為碳質頁巖時，μ＝-0.0667ρ+0.3333,2＜ρ≤2.6 (183)

當材料為黑頁巖時，μ＝-0.0693ρ+0.3739,2.5077ρ≤3.0846 (184)

當材料為帶狀頁巖時，μ＝-0.5ρ+1.075,1.55＜ρ≤1.65 (185)

當材料為砂質頁巖時，μ＝-0.4667ρ+1.3733,2.3ρ≤2.6 (186)

當材料為云母頁巖時，μ＝-0.4667ρ+1.3733,2.3＜ρ≤2.6 (187)

當材料為軟頁巖時，μ＝-0.25ρ+0.75,1.8＜ρ≤2 (188)

當材料為頁巖時，μ＝-0.1286ρ+0.5071,2ρ≤2.7 (189)

當材料為泥灰巖時，

當材料為黑泥灰巖時，μ＝-0.5ρ+1.4,2.2ρ≤2.3 (191)

當材料為石灰巖時，

當材料為白云巖時，μ＝-0.42ρ+1.284,2.2ρ≤3 (193)

當材料為純石膏時，μ＝0.0833R_g+0.1417,0.7R_g≤2 (194)

式中：R_g為水膏比，

當材料為礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5時，μ＝0.2857R_wc+0.0286,0.25R_wc≤0.6(195)

式中：R_wc為水灰比，

B.s.按照式(161)至式(195)，結合備選模型土粗顆粒的母巖的巖石種類及干密度ρ_dm^*或水膏比R_g或水灰比R_wc，計算備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比μ_m^*，

B.t.備選泊松比相似比取值為原型土粗顆粒的母巖的泊松比與備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比之比，

C_μ^*＝μ_p/μ_m^* (9)

式中：C_μ^*為備選泊松比相似比；μ_p為原型土粗顆粒的母巖的泊松比；μ_m^*為備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比，

B.u.驗算備選泊松比相似比是否滿足式(10)

|C_μ^*-1|＜ε_Cμ (10)

式中：ε_Cμ為泊松比相似比的誤差容許值，按照式(11)計算，

式中：ε_μp為原型土粗顆粒的母巖的泊松比的誤差容許值；ε_μm^*為備選模型土粗顆粒的母巖的泊松比的誤差容許值，各種材料的泊松比的誤差容許值為：

當材料為花崗巖時，

式中：逗號前為所取值，逗號后為所取值相應的定義域，ε_μ為材料的泊松比的誤差容許值；ρ為材料的密度，單位為g/cm³，

當材料為正長巖時，

當材料為閃長巖時，

當材料為斑巖時，ε_μ＝0.07,2.7＜ρ≤3.3 (199)

當材料為安山巖時，

當材料為玄武巖時，

當材料為輝綠巖時，

當材料為流紋巖時，ε_μ＝0.07,2.5ρ≤3.3 (203)

當材料為花崗片麻巖時，ε_μ＝0.075,2.7ρ≤2.9 (204)

當材料為片麻巖時，

當材料為石英巖時，

當材料為大理巖時，ε_μ＝0.1,2.5ρ≤3.3 (207)

當材料為千枚巖時，ε_μ＝0.075,2.5ρ≤3.3 (208)

當材料為板巖時，ε_μ＝0.075,2.5ρ≤3.3 (209)

當材料為凝灰巖時，ε_μ＝0.07,2.5ρ≤3.3 (210)

當材料為火山角礫巖時，ε_μ＝0.07,2.5ρ≤3.3 (211)

當材料為火山集塊巖時，ε_μ＝0.07,2.5ρ≤3.3 (212)

當材料為礫巖時，

當材料為石英砂巖時，ε_μ＝0.1,2.6ρ≤2.71 (214)

當材料為砂巖時，

當材料為片狀砂巖時，ε_μ＝0.1,2.3926ρ≤2.837 (216)

當材料為碳質砂巖時，ε_μ＝0.085,2.2ρ≤3 (217)

當材料為碳質頁巖時，ε_μ＝0.02,2ρ≤2.6 (218)

當材料為黑頁巖時，ε_μ＝0.02,2.5077ρ≤3.0846 (219)

當材料為帶狀頁巖時，ε_μ＝0.025,1.55＜ρ≤1.65 (220)

當材料為砂質頁巖時，ε_μ＝0.07,2.3＜ρ≤2.6 (221)

當材料為云母頁巖時，ε_μ＝0.07,2.3＜ρ≤2.6 (222)

當材料為軟頁巖時，ε_μ＝0.025,1.8＜ρ≤2 (223)

當材料為頁巖時，ε_μ＝0.045,2ρ≤2.7 (224)

當材料為泥灰巖時，ε_μ＝0.05,2.3ρ≤2.65 (225)

當材料為黑泥灰巖時，ε_μ＝0.025,2.2＜ρ≤2.3 (226)

當材料為石灰巖時，

當材料為白云巖時，ε_μ＝0.105,2.2＜ρ≤3 (228)

當材料為純石膏時，ε_μ＝0.0125,0.7＜R_g≤2 (229)

式中：R_g為水膏比，

當材料為礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5時，ε_μ＝0.0071,0.25＜R_wc≤0.6 (230)

式中：R_wc為水灰比，

B.v.當備選動彈性模量相似比滿足式(4)，同時備選單軸抗壓強度相似比滿足式(7)，同時備選泊松比相似比滿足式(10)時，確定選擇該備選模型土粗顆粒的母巖作為模型土粗顆粒的母巖。