浅析水利勘察设计要点与策略

2013-04-11陈剑冰

河南科技 2013年12期

韩建陈剑冰

(1.河南省水利勘测设计研究有限公司，河南郑州 450016;2.郑州宇通客车股份有限公司，河南郑州 450016)

在水利工程勘察设计工作当中，一项重要的内容就是对于岩体稳定性的评价，而对于这项内容评价的准确性主要是依靠岩土力学参数的准确性，对于岩体力学的参数，有很多的书籍涉及到，并且也进行了详细的介绍和列举，但是对于实验原理的程序，作用力的性质，工程的类别，取样的地点，对参数进行实验的地点等问题却没有涉及到，这对实际操作中的工程设计以及评价岩体的稳定性并没有什么实际价值，所以单纯依靠这一参数来进行设计和研究并不可行，必须将地质工程和岩土力学结合起来，才能得到可靠的数据，解决实际的设计勘察问题。

一岩体力学的参数原则

(一)物理学的性质参数

坝基的抗剪强度取值应在相应构件不发生脆性破坏的强度取值范围，拱坝的标准值应该是峰值强度平均值;对于重力坝的标准值应该是设定的斜率法下限，峰值强度最小值的平均值或者是概率分布在0.2 的分位值;作为抗剪强度的标准值来说应该是应用比例的极限强度。坝基的抗剪强度的取值在相应的试件是塑性的破坏时，要根据时间的效应，标准值应该定为屈服的强度，还要根据流变的影响来对其进行折减，在进行原位实验的时候，总体的变形指标应该以在实际工程中岩体实际受力的大小和方向为基础，在标准值的选取上应该根据建筑物在压力变形曲线上的荷载最大情况下所存在的相应变形关系来进行。在坝基岩体的承载力标准值的选取上应该以折减的饱和单轴抗压强度为基础，如果对于软岩来说，它的容许承载力的确定就应该根据三轴的压缩试验来进行。

(二)土的物理学的性质参数

地基渗漏的系数标准值应该是根据抽水或者室内试验的平均值的大值来确定，在进行排水以及水位降落的计算的时候应该是运用比较小的平均值，在进行供水工程计算的时候应该是运用平均值。如果土地基为砂性的话，在f 的采用上应该控制在85%到90%之间，对c 值可以不计;如果土地基为粘性的话，应该运用室内的饱和固结快剪的90%，c 值的选取范围可以控制在20%到30%之间。对于土的抗剪强度的标准值来说最好是应用试验时峰值最小平均值;对于软土来说，最好就是应用流变值。

(三)在凝聚力c 上应该遵循的取值原则

对一些均一性良好的岩体来说，要对离散度比较大的c 值进行合理选取，在具体的选取上应该根据优定斜率法在平均值和下限之间进行。如果岩体比较坚硬的话，在裂隙的发育上可能会存在不均匀或者随机性，这样就应该为了岩体整体安全以及一些薄弱的单元不会受到破坏，在c 值的选取上应该选择下限值。

(四)结构面抗剪强度

如果结构面的试件在突起的部分发生啃断现象或者胶结的充填物被剪断的时候，在标准值的选定上应该选取峰值强度比较小的平均值。如果结构面的试件出现摩擦破坏的时候，在标准值的选取上就应该选用流变或者屈服的强度。

二整理各种参数试验资料的分析方法

(一)整理抗剪断的强度试验资料的步骤是检查、论证、点绘、确定、分析、确定、点绘。整理，其中使用的分析方法是根据大剪试验剪面地质素描图、多点情况分析。

(二)整理岩体变形的特征试验资料的主要步骤是检查、判断、修正、确定、近似计算。其中运用的分析方法是弹性模量分析。

(三)优定的斜率法

这种方法采用可以使在取值上更加合理科学，反对主观的随意性。利用两个组成岩体的抗剪强度参数的随机变量的相关稳定和差异性，然后再根据从易到难的顺序，先对f 进行优定，然后再求出c，这种模式的采用，对于岩体结构特征更加注重，使机械式的装配和分解得到了有效避免。采用这种方法需要注意的就是以下几个方面:

第一，要根据岩体工程的地质分级，对岩体进行力学测试研究，然后将得出的数据进行分析和整理，再选取相关的参数。

第二，要仔细调查剪切面以及现场试验点的具体结构条件，对相应的数据进行合理采集，然后将这些数据进行研究和整理。

第三，需要注意的就是在进行地质环境试点与试验成果进行对应关系分析的时候，应该着重分析岩体的破坏以及变形机理。

第四，在对数据进行分析和整理过后，首先要优定各个岩级的摩擦系数，根据优定出的数据，将各个级别相应的斜率凝聚力值分别计算出来。

三岩土力学的参数主要内容

(一)地下洞室的岩体物理学的参数内容

对于一些中小型的水利工程进行地质勘察，所得出的经验汇编，主要提出了一些围岩的物理力学参数，对水利工程进行地下洞室的岩体力学的参数进行勘察设计所得数据主要包含密度、抗剪强度、抗剪断强度、弹性模量等各个方面。从这些勘探数据汇总编制的报告中可知，地下洞室的岩体的力学参数在内容上也是有一定差别的，在隧洞的设计上，如果在性能上存在差异的话，在设计上所采用的指标也肯定是存在一定差异的，所以说，必须要根据水利工程建筑的功能和结构来提出地下洞室的岩体力学参数。

(二)在对边坡评价中的岩体力学的主要参数内容

在评价边坡稳定性的时候，经常会使用到的就是结构面上的物理力学参数，岩土体的抗剪强度只有均质的岩土体会用到。在进行滑坡稳定系数的反算的时候，要根据滑坡的不同发育阶段来进行测定，对1.0 概念的统一使用是错误的，并根据在不同发育阶段的滑坡稳定系数进行水利工程设计。