利用RQD估算岩体不同深度的平均渗透系数和平均变形模量.pdf

第卷第期岩土力学.
年月.
文章编号一一
利用估算岩体不同深度的
平均渗透系数和平均变形模量
蒋小伟,万力,王旭升,武雄,程惠红
中国地质大学水资源与环境学院,北京
摘要:渗透系数是进行裂隙岩体渗流模拟的必备参数,变形模量是工程岩体数值模拟的必备参数。大量研究中忽视了渗透
系数和变形模量随深度变化这一重要规律,从而影响模拟结果的可靠性。为此,探讨了利用极易获取的岩石质量指
标资料估算不同深度的渗透系数和变形模量的可行性。通过以某花岗岩体为例,研究发现, 均值随深度增大,渗透
系数均值随深度减小,其相关性很好。因此,利用估算不同深度的平均渗透系数是可行的。根据随深度的变化,
利用经验公式估算了不同深度的变形模量均值和变化范围。估算得到的变形模量与实测结果基本一致。
关键词:;渗透系数;变形模量;深度
中图分类号: 文献标识码:
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应力的增大而减小,这一规律会表现为岩体渗
引言
透系数随埋深的增大而减小。渗透系数的垂向变
岩体力学参数是描述岩体力学试验取得的应化对工程岩体的渗流有重要的控制作用,是进行渗
力一应变曲线的各种特征值。受结构面的控制,岩体流模拟的必备参数。利用钻孔压水试验可以获取不
的力学性质往往与岩块的力学性质差异很大,即使同深度范围的渗透系数,但试验费用昂贵。变形
是岩体原位试验取得的岩体力学参数也很难代表大模量是对工程岩体进行数值模拟的必备参数。
尺度工程岩体的力学性质【】。工程岩体力学参数的随着应力的增加,变形模量也会增加,但直接
合理确定是一直是岩体力学领域的难题之一。的实验方法很难获取岩体在不同深度的变形模量。
大量的试验研究表明,岩体渗透系数随着法向鉴于渗透系数和变形模量这两个参数的重要性和不
收稿日期:—
基金项目:国家自然科学基金.,.资助。
第一作者简介:蒋小伟,男, 年生,博士研究生,主要从事岩体水力学方面的研究。—:..
岩土力学年
易获取性,如何求取不同深度的渗透系数和变形模结构面的宽度和频率,并且对结构面的宽度更敏感
量是一个具有重大实用价值的科学问题。呈立方关系。
结构面的大小、多少、方向等要素反映了岩体. 变形模量
的完整程度, 对渗透系数和变形模量都有重要的岩体的变形由两部分组成:完整岩块的变形和
控制作用【⋯。在岩石力学领域, 岩石质量指结构面的变形。因此,岩体的变形模量可以由下式
求得
标是反映岩体完整程度的定量指标,在工程岩体
稳定性评价、工程岩体分类等方面得到了广泛地应
一:
用【¨。根据岩芯统计是岩体工程勘察的常规
内容之一,其资料极易获取。许多学者提出了利用
式中: 为岩体变形模量; 为岩块变形模量;
估算岩体变形模量的经验公式『到。但是,这些
为结构面法向刚度。
研究没有考虑到和变形模量是随深度变化的。从式~ 可以看出,、渗透系数和
实际上, 是结构面频率的函数,而结构面的频岩体变形模量都与结构面频率有关,这为探讨
率随深度减小【』引。因此,对于单一岩性且没有经历和渗透系数、