开挖扰动下节理岩体弹性模量研究：理论与应用

"开挖扰动作用下节理化岩体弹性模量研究" 本文主要探讨了在地下开挖过程中，如何研究和评估节理化岩体的弹性模量，这是因为在实际工程中直接测量岩体的弹性模量具有相当大的挑战。通常，人们依赖于实验室测定的岩石基本弹性模量，再通过一定的转换方法来估算节理化岩体的弹性模量。作者姚高辉、王贻明和夏红春分别来自北京科技大学和蒙自矿冶有限责任公司，他们提出了一种改进的方法来更准确地估计这种参数。 研究中，作者首先改进了传统的GSI（地质强度指标）方法，引入了节理间距Js，以更精细地量化岩体结构参数，从而确定岩体的GSI值。接着，他们运用扩展后的Hoek-Brown破坏准则，结合岩体扰动系数D，来计算不含地下水条件下的岩体弹性模量。Hoek-Brown准则是一个广泛应用的理论，它考虑了岩体的地质环境和结构特性对其强度和变形性能的影响。 对于含裂隙水的岩体，作者提出了一种应变渗流耦合模型，该模型能够处理开挖扰动导致的岩体变形与渗流之间的相互作用。通过考虑地下开挖体涌水量和岩体折减系数，他们能够计算出含裂隙水岩体的弹性模量。这种方法为理解和预测含有地下水的节理化岩体在开挖过程中的行为提供了重要的工具。 在白牛厂矿的应用案例中，这种方法被证明可以较准确地反映节理岩体的弹性模量变化，对同类工程具有重要的参考价值。弹性模量的精确选取对于确保数值模拟计算的准确性至关重要，尤其是在存在地下水和结构面的复杂地质环境中。 文章的关键点包括：开挖扰动对弹性模量的影响，Hoek-Brown准则在节理岩体分析中的应用，弹性模量的折减系数以及渗透系数在含裂隙水岩体研究中的作用。此外，它还强调了岩体结构和赋存环境对其弹性模量空间变异性的贡献。这项工作对于改善地下工程的设计和稳定性分析具有深远意义。