岩体节理大小估算.pdf

维普资讯 GEOTECHNICAL ENGINEERING W ORLD VOL．1i N04 《lllilii … … … … … … … … … … … … … … … … … … ． 一 … … … … ． ． 一 … … … … … … … … … … … … … … ． ． ． 岩体节理大小估算 殷先松 柳晓春 房艳国 (1．长江岩土工程总公司(武汉)地质公司 2．长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)) 摘 要 节理大小主要指节理空间延伸范围，对于圆盘节理模型，节理大小可以用圆盘直径表示。节理大 小是节理三维网络模拟的重要参数，其取值是否合理关系到模拟结果的准确性。本文从节理与 露头面的交切关系出发，推导露头节理观测迹长和圆盘节理直径相互关系，提出了计算节理大小 的新方法 最后 ，以三峡库区某区域节理调查数据为基础，应用该方法获得该区岩体节理大小分 布，为岩体力学和渗流特性的深入研究提供必要的数据。 关键词 节理大小 节理迹长 圆盘节理直径 节理是岩体中的裂隙，是岩体中发育最广的· 种构造0大量存在于岩体中的节理 ，其几何特征，女I：1 方位、间距、形状、密度和大小等，对岩体的力学和水 力学特性有重大影响。岩体特性的研究也必须研究 节理大小。节理大小主要指节理空间延伸范围的大 小，是岩体三维节理网络模拟过程中的重要参数。 对于节理泊松圆盘模型，节理大小可 以通过圆盘直 径表示。通过在天然露头、开挖面和钻孔等的节理 测量，我们可以采集大量的节理数据，包括节理间 距、方位、迹长和开度等。但是节理在岩体中的空间 图l 圆盘节理空间几何模型示意图 延伸，即节理大小不能直接测量，必须在一定的假设 V=acOSO／，所包含的节理数量为 ，口cos，Nv为节理 条件下 ，由一维或二维参数推导获得。国内外学者 体密度。盒子中典型节理的数量为： 等都对节理迹长、节理大小关系等进行过深入研究。 Nacos 0)da (1) 1 节理空间几何模型 ，(a)为圆盘直径的概率密度分布函数，，(0) 表示 圆盘直径为a的节理所 占百分比。对节理直径进行 为了简化节理空间分布模型和描述参数，我们 积分，即为横截面上节理迹线中点的面密度 ， 做了如下假设 ：1)节理是互相平行、无厚度圆盘， r∞ 忽略节理面的弯曲和起伏；2)圆盘节理中心的体 = lNacosof／(0)d0 (2) Ju 积密度服从泊松分布；3)圆盘节理直径的分布与 (1)式除以(2)式，得 ： ，一 ； 节理的产状分布和位置相互独立。在 以上假设条件 下，节理观测迹长和圆盘直径关系的模型很容易建 (3) 立 (图1)。 J0 a)da 直径为 a的节理为典型节理，Js和Js”两平面与 表示典型节理与横截面相交产生的迹线数量在节理 面平行，距离为 V=acostz／2。如果圆盘节理圆心位