附录D 岩体及结构面物理力学参数

D.0.2 岩体结构面抗剪断峰值强度参数可按表D.0.2确定。

表D.0.2 岩体结构面抗剪断峰值强度

条纹说明

 附录D 岩体及结构面物理力学参数

D.0.1 本条在各级别岩体现场试验成果综合整理分析基础上，给出了与岩体基本质量级别对应的岩体物理力学参数。
    原标准在给出各级别岩体物理力学参数建议值时，主要根据当时所收集的现场岩体力学试验资料，按平均值以上划分二级及平均值以下划分三级的原则，给定各级别岩体力学参数建议值。其中，岩体抗剪断峰值强度确定，依据的资料来源由29个工程60组样本确定，涉及花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩、黏土岩等24种岩石；岩体变形模量的确定，依据资料有47个工程的143个样本，涉及花岗岩、白云质灰岩、石灰岩、砂岩、凝灰岩、大理岩、页岩及泥岩等21种岩石；岩体结构面抗剪断峰值强度，资料来源于34个工程的94组试验样本，涉及花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩、黏土岩等21种岩石。
    本次修订进一步收集与整理了自标准颁布以来的有关工程岩体现场试验成果资料，并按岩体基本质量级别分别进行统计。依据基于岩体质量级别的试验资料统计结果与原标准各级岩体参数建议值进行比较，以分析与论证原标准参数建议值的合理性。
    (1)岩体抗剪断峰值强度统计。样品总数192组，取自44个工程，系大型试件双千斤顶法(部分为双压力钢枕)直剪试验成果。其中Ⅰ级岩体样本14组，Ⅱ级岩体样本38组，Ⅲ级岩体样本48组，Ⅳ级岩体样本76组，Ⅴ级岩体样本16组。最大实测内摩擦角φ＝70.1°、黏聚力C＝5.31MPa(新鲜完整花岗岩)；最小测值φ＝17.8°、C＝0.02MPa(破碎的粉砂质黏土岩)。各级岩体样本统计结果见表22和表23。

表22 各级岩体内摩擦角φ统计结果（°）

表23 各级岩体黏聚力C统计结果（MPa)

(2)岩体变形模量统计。样品总数897个，取自65个工程，系刚性(部分为柔性)承压板法试验成果。其中Ⅰ级岩体样本89个，Ⅱ级岩体样本184个，Ⅲ级岩体样本262个，Ⅳ级岩体样本184个，Ⅴ级岩体样本178个。最大实测值为72.2GPa(新鲜完整闪云斜长花岗岩)；最小实测值为0.003GPa(断层带破碎岩)。各级岩体样本统计结果见表24。

表24 各级岩体变形模量E统计结果（GPa）

 基于岩体基本质量级别的统计分析结果表明，原标准中各级岩体力学参数总体合理。但是，Ⅲ级以下岩体的内摩擦角和黏聚力本次统计结果比原建议值略高；Ⅱ级岩体变形模量区间下限或Ⅲ级岩体变形模量区间上限比原标准建议值低。结合各级岩体现场试验资料统计特征值，并通过综合分析，除Ⅱ级与Ⅲ级岩体变形模量界限值从20GPa下调到16GPa外，其他参数基本维持原标准参数表不变。
D.0.2 本条在现场各类岩体结构面抗剪断试验成果综合整理基础上，给出了各类型结构面抗剪断强度参数。
    岩体结构面抗剪断峰值强度，取决于两侧岩石的坚硬程度和结构面本身的结合程度。本条首先根据结构面两侧岩石的坚硬程度和结构面本身的结合程度对结构面进行分类，在收集结构面原位抗剪强度试验资料的基础上，对各类结构面抗剪断峰值强度参数分别进行统计，以获得各类岩体结构面抗剪断强度参数分布特征。
    结构面抗剪断强度统计样本情况。样品总数350组，取自40个工程，试验剪断面控制在结构面上；其中1类结构面样本84组，2类结构面样本111组，3类结构面样本115组，4类结构面样本30组，5类结构面样本10组。最大实测内摩擦角φ＝66.7°、黏聚力C＝2.97MPa(未风化～微风化闪长花岗岩的裂隙面、闭合、起伏粗糙)；最小实测内摩擦角φ＝9°、C＝0.01MPa(黏土岩泥化夹层)。各类结构面样本统计结果见表25和表26。

表25 各类结构面内摩擦角φ统计结果（°）

表26 各类结构面黏聚力C统计结果（MPa）

依据统计结果，绘制各类结构面抗剪断强度参数累计概率曲线。依据累计概率曲线，确定第1类至第5类结构面抗剪断峰值强度内摩擦角φ分级界限值为38°、29°、22°、17°，黏聚力C分级界限值为0.40MPa、0.18MPa、0.10MPa、0.03MPa。这里，各类型结构面抗剪断强度参数界限值的确定是在累计概率曲线上，累计概率为0.2的分位值。与原标准相比，各类岩体结构面抗剪强度参数比原标准强度参数略高。考虑到C值的实测值分散性和随机性较大，从保守的角度出发，各类结构面抗剪强度参数仍维持原标准建议参数。