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1、黄壁庄水库岩石物理力学指标的应用黄壁庄水库岩石物理力学指标的应用【摘要】黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄镇附近的滹沱河干流上,是滹沱河中下游重要的大(Ⅰ)型水利枢纽。黄壁庄水库建筑物基础岩石除有震旦系的硅质灰岩外,大部分为太古界滹沱群大理岩及千枚岩,由于地质时代较老,全强风化岩层厚度较大,提出有关的物理力学性质指标,对水库各建筑物的安全稳定有重要意义。 【关键词】大理岩千枚岩物理力学性质指标风化特征工程地质特性 1.前言 为确定全强风化大理岩、千枚岩的物理力学性质指标,在正常溢洪道挑坎下游和新增非常溢洪道闸基建基
2、面进行混凝土/岩体现场大型抗剪(断)试验、新增非常溢洪道建基面开挖过程中,进行了现场岩体弹性波测试、岩石点荷载强度试验、回弹强度试验,取不同岩性不同风化程度的岩块进行室内岩石物理力学试验。 2.现场岩石点荷载强度试验、回弹强度试验 现场岩石点荷载强度试验、回弹强度试验指标见表1。通过点荷载强度试验、回弹强度试验,经查表计算可得不同风化程度岩体的单轴抗压强度值,见表1。 表1强度折算表 岩性风化 程度岩石点荷载强度试验回弹强度试验 点荷载强度指数折算单轴抗压强度回弹值折算单轴抗 压强度 Is(50)(MPa)
3、R(MPa)RNR(MPa) 千枚岩全风化0.428.414.09.0 强风化0.9715.816.920.0 大理岩全风化0.569.014.510.0 强风化1.8737.419.425.0 由表1可以看出,千枚岩岩块和岩体抗压强度相差不大;而大理岩岩块和岩体抗压强度相差较大。 3.室内岩石物理力学性质试验 在新增非常溢洪道闸基段建基面取不同岩性试样,进行室内岩石物理力学性质试验试验成果见表2。 由表1、表2对比可以看出,千枚岩岩块和岩体抗压强度值相差不大;而石英片岩岩块和岩体抗压强度值相差较大。 ②
4、岩石/砼中型剪试验 中型剪试验成果见表3。 表2室内岩石物理力学性质试验成果表 岩性风化 程度物性指标力性指标 比重 (ΔS)容重(ν)吸水率(PaMPaMPa104MPa 千枚岩强风化2.7225.52.382.556.5033.97.800.230.800.430.29 互层中千枚岩强风化2.7725.82.392.556.5936.712.20.331.100.460.24 大理岩强风化2.6425.31.291.593.9783.561.20.733.104.000.18
5、 表3室内中型剪折减后抗剪强度成果表(单位:MPa) 岩性试验 方法自然抗剪饱和抗剪 峰值屈服极限值残余值峰值屈服极限值残余值.L. fcfcfcfcfcfc 千枚岩抗剪断0.610.240.580.460.580.260.590.230.620.240.540.04 抗剪0.470.210.380.180.500.010.460.00 互层中千枚岩抗剪断1.710.151.760.141.140.120.920.380.920.730.700.44 抗剪1.160.030.740.000.710.140
6、.660.12 大理岩抗剪断1.080.120.940.200.870.151.620.151.730.120.500.20 抗剪0.850.100.750.011.100.061.010.02 4.现场砼/岩体大型抗剪(断)试验 ①抗剪(断)试验成果 考虑到岩体的风化程度、节理裂隙的发育程度、试件底面的平整度及滚链的摩阻力、时间效应和试验误差,峰值的折减系数一般采用0.9,c值的折减系数一般采用0.5。试验最终见表4。 表4抗剪(断)试验成果表 岩性试验方法峰值屈服值残余值 tgφC (M
7、Pa)tgφc (MPa)tgφc (MPa) 千枚岩与大理岩互层常规抗剪断0.620.250.650.320.460.23 抗剪0.360.200.330.04 单点抗剪0.580.120.310.07 千枚岩常规抗剪断0.640.330.620.480.500.39 抗剪0.460.250.270.13 单点抗剪0.560.180.340.06 ②抗剪(断)强度指标建议值 砼与千枚岩与大理岩互层抗剪断强度指标峰值为f´=0.62,c´=0.25MPa;抗剪强度
8、指标峰值为f=0.46,c=0.23MPa。砼与千枚岩抗剪断强度指标峰值为f´=0.64,c´=0.33MPa;抗剪强度指标峰值为f=0.50,c=0.39MPa。 5.物理力学性质指标的确定 由于全风化大理岩、千枚岩多呈泥状,取样困难,未进行室内试验,其物理力学性质指标类比
