侧向高应力裂隙岩体强度确定方法

摘要

本发明涉及矿业工程，属于一种大体积裂隙岩体在侧向高应力作用下裂隙岩体抗剪强度，裂隙岩体等围压三轴抗压强度的简易确定方法。其特征是在大体积裂隙岩体上测取完整岩石小试块的单轴抗压强度，确定待测岩体的岩石类型常量和评价岩体的地质强度指标后，建立岩体的霍克－布朗准则。及摩尔库伦准则，经分析即可得到在侧向高应力作用下裂隙岩体的抗剪强度，裂隙岩体等围压三轴抗压强度。使用该发明可以节省大量现场大体积裂隙岩体强度实验费用，不需使用特殊的岩体强度实验设备，即可得到大体积裂隙岩体的抗剪强度和等围压三轴抗压强度。该发明具有成本低，实现方法简易，对于确定深部裂隙岩体的强度参数，很有实用价值。

主权项

1.一种大体积裂隙岩体强度简易确定方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)在待测的大体积裂隙岩体上，取完整岩石试块，加工成标准圆柱体或方柱体试块，在单轴抗压实验机上，测取该试块岩石的单轴抗压强度σc；(2)查表1确定岩石类型常量mI，由表2确定待测岩体地质强度指标GSI；(3)按下述公式建立岩体的Hoek-Brown准则：${\sigma }_1={\sigma }_3+{\sigma }_c{(\frac{m_b}{{\sigma }_c}{\sigma }_3+s)}^{\alpha }---\left(1\right)$ mb＝miexp[(GSI-100)/28]mi见表1其中：σ1-岩体破坏时的最大主应力，Mpaσ3-岩体破坏时的最小主应力，MpaσC-裂缝岩体完整岩石试块的单轴抗压强度，Mpamb，s，α-岩体物性常数，无量纲由表2中查得岩体的地质强度指标GSI，若GSI＞25的岩体：s＝exp[(GSI-100)/9] α＝0.5对于GSI＜25的岩体：s＝0 α＝0.65-GSI/200(4)对步骤(3)的Hoek-Brown准则相关量按下式进行回归分析：σ1＝kσ3+b (2)对于节理化裂隙岩体在侧向高应力作用下，σ3必须为： σ3∈[0.25σc，σc](5)由摩尔库伦准则知：${\sigma }_1=\frac{1+\sin \phi }{1-\sin \phi }{\sigma }_3+\frac{2C\cos \phi }{1-\sin \phi }---\left(3\right)$ 其中：c-岩体的内聚力Mpa-岩体的内摩擦角，度将Hoek-Brown准则相关量回归分析式(2)与摩尔库伦准则式(3)相对比，可得：$\frac{1+\sin \phi }{1-\sin \phi }=k$ $\frac{2C\cos \phi }{1-\sin \phi }=b---\left(4\right)$ (6)由上述(4)式可得出该大体积裂隙岩体的抗剪强度；由(2)式可得出该大体积裂隙岩体在不同侧向等围压σ3下的三轴抗压强度。