地质力学分类法(RMR法)是目前运用得较为广泛的岩体质量分类方法,但评价体系中各指标的调整分值较为模糊,评分具有主观性,常导致结论出现较大偏差的现象。其中,非连续面条件指标权重每个参数的任何组合水平评分值相加最高占6个主要因素总值的30%,因此本文重点研究非连续面条件。而非连续面条件下指导参数的各项指标评分值,缺少统一的数量标准,所以本文对非连续面条件中各项参数指标值权重进行简要探讨。本文首先进行系统的理论研究,然后采用试验手段,对表征非连续面特性中的粗糙度进行定量化研究,对相关参数中张开度、填充物、风化三种因素进行相似材料研究,对于连通度,本文试验研究为小模型试验,暂不考虑;然后通过剪切试验研究非连续面条件下岩石强度参数,最后利用层次分析法对各项参数指标值权重进行简要分析。本文主要开展工作及研究成果如下:(1)非连续面粗糙度定量化试验。主要利用不同粒径的石英砂配比来制作不同程度粗糙度,通过激光扫描技术获得粗糙度表面形态的坐标数据,基于实验变差函数理论和分形Hurst指数进行Matlab编程,计算表征粗糙度定量化的分形维数,得到实验变差函数图;确定不同配比的分形维数区间,实现非连续面粗糙度的定量化,为下面含非连续面特性试件剪切试验做基础。(2)基于金山店铁矿现场调查,运用相似理论,确定模拟非连续面特性参数的相似材料和含非连续面岩石试件的材料。其中粗糙度材料采用天然石英砂,风化度材料采用张福山东区节理面的强风化、中风化和微风化岩石;填充物材料采用天然石英粉硬质填充物和矿山节理面内软质填充物;同时进行单轴抗压试验,确定岩石试件配合比为水泥:石膏:砂=1:0.04:4.3,水料比0.16。(3)含非连续面特性的试件进行剪切试验。包括单因素试验,正交试验以及空白试验;利用莫尔理论,绘制强度包络线,位移-应力曲线,时间与荷载变化曲线,获得岩体的内聚力c,岩体的内摩擦角φ,进行正交试验分析,确定影响岩石强度参数中四个参数的主次之分。(4)采用层次分析法,计算四个因素的相对权重与因素对应五水平的相对权重,重新确定四个因素的评分总值及对应水平分值,归纳后得到指导非连续面条件的评分标准见表6-10,其中各因素评分总分值分别为:张开度为19分,粗糙度为11分,填充物为10分,风化为20分。