岩体力学参数设计值多属性综合取值法论文_邵伟立,刘旭

岩体力学参数设计值多属性综合取值法论文_邵伟立,刘旭

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摘要:本文作者根据自身对于岩体力学参数设计值研究多年的实际经验,对于多属性综合取值法展开了深入的分析和详尽的调研,并提出岩体力学参数设计值多属性综合取值法的应用方法,希望能对相关行业起到一定的促进作用。

关键词:岩体力学;参数设计值;综合取值法

一、岩体力学参数设计值的选取方法

岩体是一种或者集中侵入岩组合而成的山体,是一种由于地质变化引起的产物。对于岩体的力学特性和参数进行研究,能够了解到周围环境以及地质情况,因此,如何能够选取更具有代表性的力学参数就成为了岩体力学发展之中的重点内容。在目前的技术发展形势之下,对于岩体力学的参数取值有以下几种方法:第一种方法是根据室内与现场的实验结果进行分析,对于实验的数值进行有效的折减,或者通过斜率的优订方法来进行建议值的选择;第二种方法是通过勘探人员的实际勘察经验以及类似工程进行对于比从而进行参数选取,一般在实验数据较难获取或者数据的参考程度较低的情况下使用;第三种方法是通过对于岩体进行位移的反演进行分析,从而确定参数数值。除此之外,岩体力学的参数取值还有数学方法、人工神经网络预测方法、计算机建模模拟方法以及岩体力学的分形分维理论方法等。

(一)岩体力学实验法

岩体力学实验法有两种试验形式,第一种实验形式是在室内进行,通过对于岩体岩心样本的取样,利用室内岩石的单轴压缩实验的方法来确定岩体的单轴抗压强度、弹性模量以及泊松比,然后再通过岩体的三轴压缩试验来获得岩体的抗剪力数据参数、凝聚力数据参数和摩擦角数据参数。最后通过岩体的卸围压实验来研究岩体在卸载荷过程之中发生的形变以及能量上的变化,进而确定岩体的力学参数。第种实验形式应该在岩体勘察的现场进行,通过现场的抗剪力试验来获得岩体本身的强度参数以及混凝土与岩石接触面的抗剪力参数,通过现场的性变实验来获取岩体的形变量以及弹性模量,通过现场的声波试验来确定岩体的完整程度。现场试验形式是获取岩体力学参数的最有效方法,然而现场试验形式对于设备要求较高,而且需要较长的实验周期,需要大量的费用投入,所以这种实验形式应用的较少。岩体力学实验法是一种获取参数较为准确可靠的实验方法,可以较为直观的反应出岩体的力学特性。这里要注意的是,室内实验得到数据存在着一定的尺寸效应,而且受到室内条件的限制,会导致实验结果出现分散,不能直接使用的情况[1]。

(二)工程地质类比法

工程地质类比法的使用依据在于利用大量已经成功建成的工程建设参数来进行岩体力学参数的确定,是当前应用较为广泛的取值方法。类比法的应用原理在于,类比的工程建设项目与拟建的工程项目地质条件基本相同,其岩土的特性以及地层的层位基本一致,同时地质构造以及风化程度、应力条件和水文地质条件也应该保持一致。在进行类比法应用的过程之中,应该通过地质勘探人员的实际经验以及实际分析情况来进行合理的岩体力学参数取值。在施工过程之中,也应该对于工程建设的实际情况进行参数的调整和修改。这种方法对于勘探人员的专业素养要求过高,完全的依赖于地质勘查人员对于工程资料的掌握情况与工程建设经验,然而这种方法的人为影响过大,缺乏准确性与可靠性,然而这种方法较为简单和方便,在中小型水电工程的建设之中应用较为广泛[2]。

(三)反演分析法

所谓的反演分析法,即是指在现场测量的数据结果之上,通过对于岩体的位移分析和盈利分析构建出岩体的模型,同时通过解析方法和有限元分析方法来解出岩体力学参数的取值。一般情况下,这种分析取值方法包括两种,一种是直接分析法,另一种是逆过程分析法,然而这两种分析方法无法考虑到复杂的地质条件,所以得出的数值与工程的实际情况有着较大差距。反分析的方法在水电工程边坡分析的应用之中较多,蠕动挤压阶段的参数取值一般在1.00到1.05之间,初滑阶段的参数取值在0.95到1.00之间。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这里要注意的是,华歹徒抗剪参数反演分析有两种分析方法,一种分析方法单参数反演分析法,另一种为双参数反演分析法。单参数分析法能够在假定一个参数的情况下,推算出另外一个参数,一般会选择对于滑坡稳定性影响较大的参数来作为未知参数。双参数分析法在反演之中存在两个未知参数,一般情况下会选择两个与主滑动面距离相等的剖面来建立极限平衡方程,同时也可以作为参数的敏感性进行分析[3]。

二、岩体力学参数设计值多属性综合取值法的应用

正如我们之前所说,岩体力学的参数取值方法较多,然而由于岩体存在的地质条件较为复杂,而岩体大多存在着不连续性和各向的异性,导致多种方法无法有效的配适于所有的岩体力学取值情况,因此在实际的地质勘探过程之中,应该根据工程的实际情况和建设要求,进行岩体力学多属性的综合取值,进而确保参数取值的科学合理。综合取值的第一个层次在于地质条件较为简单的地质工程之中,可以在野外就进行地质调研,然后钻孔取样进行室内的岩体分析,然后对照岩体力学参数的图表获取岩体的抗剪强度和变形模量等参数,同时,根据多种工程,来调整岩体力学参数的取值,从而得出更加接近标准值的岩体力学参数;第二个层次在于地质条件相对复杂的中型工程,例如拱坝的建设工程等,在工程设计阶段即应该设计原位抗剪力参数确定实验和形变系数实验,同时也应该参考相关工程,结合施工现场的设备与工程地质条件进行参数调整,在必要的情况下,应该由地质实验和参数设计共同研究取出更加合适的参数采用直;第三个层次即是大规模的工程之中,除了要对于上述参数取值方法进行综合应用,同时也应该对于计算机建模方法、人工神经网络取值方法以及数学预测法等多种岩体力学取值方法进行应用和分析,在施工之中,利用相应的监测数据和材料进行反演分析,对于岩体的力学性质和参数进行反复的核算,从而能够选择更加优化与完善的施工设计和施工技术流程,从而提升工程施工的安全性和稳定性。

三、岩体力学参数设计值多属性综合取值法应该注意的问题

在岩体力学参数取值上,首先应该注意勘察与工程设计之间的关系,在设计方案尚未明确时,职能进行常规试验,这里的岩体力学参数取值缺乏代表性,参数分析也不够透彻,取样的样品数量不足,难以进行有效取舍。同时应该注意岩体力学参数设计之中抗剪力参数与形变量参数的取值问题,这两种参数的取值能够决定工程设计的安全系数和工程的造价。然而当前的参数取值范围较大,在中等以上规模的工程设计之中,难以达到有效的数据支持作用。同时,在软质岩体地区,要注意到岩体强度参数的计算,要对于参数的取值留下一定的区间,使发生相应的数据问题时能够方便调整。在进行岩体力学参数设计值的取值时,应该注意参数的主观判断与客观评价的标准,很多取值方法依赖于人为因素,而在实际取值过程之中,应该强调减少人为因素的干扰,从而提升参数取值的准确性[4]。

四、结束语

综上所述,岩体力学参数设计值的选取方法包括岩体力学实验法、工程地质类比法、反演分析法以及其他多种方法,在岩体力学参数设计值的取值过程之中,应该将多种方法进行综合使用,进而提升取值的准确程度。同时也应该注意到岩体力学参数设计值多属性综合取值法应用时容易出现的多种问题,规避容易造成参数取值准确性下降的点,进而确保岩体力学参数设计取值能够满足工程建设的需求。

参考文献:

[1]周玲,罗党.风险型多属性群决策的综合集成方法[J].数学的实践与认识,2011,(17):56-63.

[2]宁伟华,王凤山,聂成.多属性决策中权系数赋值方法研究[J].弹箭与制导学报,2003,(S4):181-184.

[3]罗党,李诗.三参数区间灰数信息下的多属性灰靶决策方法[J].内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版),2016,(3).

[4]罗党,李诗.三参数区间灰数信息下的多属性灰靶决策方法[J].内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版),2016,(3):297-301,306.

论文作者:邵伟立,刘旭

论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期

论文发表时间:2019/2/19

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