论完整岩体的现场强度

蔡 明 1 ，赵星光 2 ，KAISER P K3 

(1. 劳伦森大学 工程学院，加拿大 萨德伯里 P3E 2C6；2. 核工业北京地质研究院，北京 100029； 3. 卓越开采创新中心，加拿大 萨德伯里 P3E 2C6)

摘要：目前国际上普遍认为完整岩体的现场强度近似等于(0.40.1)c，其中，c为室内岩石单轴抗压强度。此外， 也有学者建议原位岩体的破坏强度，即地下工程围岩的启裂强度，可等价于室内单轴压缩试验或现场微震监测确 定的岩石裂隙初始的应力；其原理主要以基于 Kirsch 解析解或简化的数值模拟(光滑的开挖边界)来近似表达隧道 开挖面上的最大切向应力max。然而，这些方法均忽略了开挖边界的几何非规则性对计算结果的影响。经论证表 明，若考虑开挖面的几何非规则性因素，完整岩体的现场破坏强度并不等于(0.40.1)c，其破坏强度可高达 (0.80.05)c。以加拿大地下实验室 Mine-by 试验隧道为例，并以该隧道的实际断面形状为几何边界条件，采用有 限元软件 Phase 2 模拟隧道围岩的渐进破坏过程。研究结果表明，当原位岩体强度为 0.8c时，模拟结果与实际观 测结果具有很好的一致性。因此，忽略开挖边界的几何非规则性而解读的原位岩体强度(0.40.1)c 仅是“等价” 强度值，其低估了岩体的实际强度。 

关键词：岩石力学；岩石强度；等价岩体强度；实际岩体强度；裂隙初始；劈裂破坏；非规则开挖边界；脆性岩石

点击这里下载全文