王前進(jìn)

南京市測(cè)繪勘察研究院股份有限公司 江蘇 南京 210019

1 巖體完整性定量確定方法

節(jié)理裂隙發(fā)育情況是評(píng)價(jià)巖體完整性的主要方法，是巖體強(qiáng)度、巖體穩(wěn)定性的控制性因素。國(guó)內(nèi)工程界一般采用巖體完整性指數(shù)、巖體體積節(jié)理數(shù)評(píng)價(jià)巖體完整性，其中以巖體完整性指數(shù)為主要定量指標(biāo)，巖體體積節(jié)理數(shù)為代用定量指標(biāo)。采用時(shí)，須按《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”）表3.3.2查得對(duì)應(yīng)的值后，再評(píng)價(jià)巖體完整性。規(guī)范附錄B規(guī)定巖體體積節(jié)理數(shù)應(yīng)采用直接法和間接法。

2 既有巖體體積節(jié)理數(shù)量測(cè)缺點(diǎn)

公式（1）采用的即為間距法，根據(jù)李攀峰等的研究成果，以三組節(jié)理面為例，僅在三組節(jié)理面兩兩相互垂直時(shí)（正方體），且法線方向與空間位置的上、下、前、后、左、右完全一致時(shí)，公式（1）才能真實(shí)反映巖體節(jié)理數(shù)，實(shí)際結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀錯(cuò)綜復(fù)雜，很難滿足節(jié)理面兩兩相互垂直的條件。當(dāng)三組節(jié)理面不相互垂直時(shí)，各組節(jié)理面法向間距1m圍成平行六面體的節(jié)理?xiàng)l數(shù)，即為，這個(gè)平行六面體的體積小于1m3，不能代表單位體積內(nèi)巖體節(jié)理數(shù)。

山區(qū)線路勘察時(shí)，勘探孔間距往往較大，無(wú)法進(jìn)行跨孔法波速試驗(yàn)，單孔波速確定Kv代表性不足。山區(qū)巖體出露點(diǎn)一般較多，為巖體體積節(jié)理數(shù)觀測(cè)提供了便利條件，山區(qū)線路勘察借助巖體體積節(jié)理數(shù)?，確定巖體完整性應(yīng)用較為普遍，但由于上述原因，確定的不能較為準(zhǔn)確的反應(yīng)巖體的完整性，導(dǎo)致后期隧道施工中圍巖坍塌時(shí)有發(fā)生。

3 球體法的確立

當(dāng)有3組、4組、5組……n組節(jié)理面時(shí)，假定每組節(jié)理面法向間距1m時(shí)，端部均有節(jié)理面或節(jié)理面的平行面，節(jié)理面（或節(jié)理面的平行面）在法向間距1m圍成平行6、8、10……2n面體，假設(shè)兩兩結(jié)構(gòu)面夾角相等，隨著節(jié)理面組數(shù)增加，結(jié)構(gòu)面法向圍成的間距1m圍成平行多面體無(wú)限接近直徑為1m的球體。

采用單位球體體積作為單位體積時(shí)，任意結(jié)構(gòu)面（假設(shè)同組結(jié)構(gòu)面間距相等）的條數(shù)是唯一的。

4 球體法與規(guī)范直接法、間距法比較

圖1

圖2

圖3

圖4

表4 .1 球體法、直接法、間距法對(duì)比

由圖1～圖4及表4.3可知，對(duì)不同結(jié)構(gòu)面，采用不同方法確定是差異較大，甚至影響到完整性評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)球體法和間距法，當(dāng)節(jié)理面真間距一定時(shí)，同傾向不同傾角或同傾向不同傾角時(shí)，確定的分別相同，即不受傾向、傾角的影響。球體法確定的約為直接法的0.9倍，間距法確定的約為直接法的0.72倍，球體法更為接近巖體節(jié)理面實(shí)際情況。

以紫金山某場(chǎng)地深基坑工程，勘察時(shí)，在水平的測(cè)面上沿正北方向布置6m長(zhǎng)測(cè)線，測(cè)定結(jié)構(gòu)面的分布情況，沿線共發(fā)育3組結(jié)構(gòu)面，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表4.2，球體法、間距法、基坑開(kāi)挖時(shí)直接法確定的及巖體完整性見(jiàn)表4.3。

表4 .2 紫金山某場(chǎng)地結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況

表4 .3 紫金山某場(chǎng)地球體法、間距法確定

5 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了按規(guī)范采用直接法、間距法量測(cè)、統(tǒng)計(jì)的不足，從多組結(jié)構(gòu)面出發(fā)，提出采用球體法量測(cè)、統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面的球體法。當(dāng)節(jié)理面真間距一定時(shí)，球體法確定不受傾向、傾角的影響。勘察期間往往不具備直接法量測(cè)巖體體積節(jié)理數(shù)，球體法確定的較規(guī)范間距法更為接近巖體節(jié)理面實(shí)際情況，可作為工程勘察定量確定巖體完整性的方法。