变形模量( 二 )

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图 1 岩体变形模量和 GSI 的关係曲线岩体模量的经验取值在对大量现场试验数据分析的基础上， E. Hoek和M. S. Diederichs利用了一种S型函式，即

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表 1 模数比 MR 的选取式中：a ， b ， c 均为常量.通过拟合(见图1) ，建立了岩体变形模量Erm(MPa)和GSI间的关係，即

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式中：D 为岩体扰动参数，主要考虑爆破破坏和应力松驰对节理岩体的扰动程度，从非扰动岩体的D = 0变化到扰动性很强岩体的D = 1 。另外，利用完整岩石单轴抗压强度σci和模数比MR(modulus ratio) ，建立了岩体变形模量和完整岩石变形模量的关係：

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其中， Ei=MRσci 。式中： Ei 完整岩石的变形模量， MR 为模数比，可按表1确定。现场岩体变形试验及结果对比坝址区共进行了82组现场岩体变形试验，包括不同风化、不同结构类型的花岗岩岩体。试验主要在勘探平硐中进行，选定 2 m×2 m 範围的试验点位置，採用刚性承压板法，运用 5 级逐级一次循环法进行原位试验，试验应力範围为 3.0～10.0 MPa 。将所有试验点的变形模量值按岩体类型进行汇总，并採用点群统计法进行统计分析，得到不同风化程度岩体变形模量值(见表2) 。

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表2 根据现场试验确定的不同风化岩体变形指标採用 GSI 方法估算得出的岩体变形模量与试验得出的结果十分接近，这是由于在运用 GSI 法估算岩体变形模量时，只考虑岩体本身的变形特性，计算结果仅与GSI值和岩石单轴抗压强度σci 有关。因此，在现场工作中，通过对结构面的精细量测，可方便準确的估算出岩体的变形模量，为工程岩体的变形稳定性计算提供必要的变形参数。研究结论(1) 节理岩体的变形模量值可运用 E. Hoek 的最新经验公式计算得到，不必要做大量的现场变形试验，只要知道完整岩体的单轴抗压强度σci 和地质力学指标 GSI 值即可。(2) 量化 GSI 系统的建立，使得地质力学指标GSI 的取值不只是一个範围值，而是通过定量的描述岩体结构特徵和结构面表面特徵，用具体的量化指标进行取值。(3) 在所有的量化参数中，体积节理数 Jv 是一个较难确定的值，在现场工作中应通过岩体结构面的精细量测，运用多种方法进行统计计算，综合取值。(4) 基于 GSI 系统的岩体变形模量的取值在工程中得到初步套用，效果较好，但还需要经过多个工程的实践，并不断总结和修正，以便进一步推广套用。