开挖坝基建基岩体结构面的信息提取及岩体结构评价

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岩体是在漫长的地质历史时期内经历了多次反复的地质作用,经受过变形、破坏,形成了一定岩石成分和结构,并赋存于一定地质环境中的特殊地质体。“岩体结构控制论”认为岩体结构不仅能反映岩体的构造演化历史,同时控制着岩体的变形破坏特征。在水电工程建设中,坡头开挖过程会揭露大量结构面。其中随机发育的Ⅳ、Ⅴ级小规模硬性结构面最为发育,这些大量存在于岩体中的较小规模结构面对岩体的力学性质及稳定性有重要影响。所以对这类随机结构面信息正确、合理地获取,是岩体工程地质评价的基础。几十年来,国内外学者对于结构面间距、起伏、张开度、迹长等相关方面进行了大量的工作,对于如何提取结构面信息提出了各种不同的方法,例如:窗口法及相应的模拟手段、精测线法、测线法、摄影法等。但窗口法虽较快一些但取点有限,而且获得结构面的信息需要通过模拟手段,测线法虽然操作简单但工作量较大,摄影法需要标定图像且所获取信息量有限。因此,结构面信息如何达到全面准确、快速高效的获取,已成为评价岩体结构的关键及技术瓶颈。本文以获取建基面岩体结构面信息和评价建基面岩体结构为主线,主要依据研究区结构面的分级采用不同采集方法获取其信息,对开挖坝基建基面岩体Ⅱ、Ⅲ级长大裂隙结构面采用三维激光扫描仪解译,针对开挖坝基建基面岩体Ⅳ、Ⅴ级结构面结合现场实际工程条件,采取移动窗口法对Ⅳ、Ⅴ级随机结构面信息进行采集。利用相机对野外建基面岩体进行摄像,室内校正,在图像上人工识别并绘制结构面,完成结构面解译描图的矢量化处理,在结构面信息处理过程中,先进行结构面坐标信息(相对坐标)、迹长解译。结合实测部分梯段结构面产状采用赤平面投影,对结构面进行分组,获取每组结构面的几何参数包括倾角、倾向分布函数以及其函数统计特征值,对同组人工解译结构面进行产状赋值,完成结构面产状的获取。结合相关结构面信息处理软件,获取岩体参数平局结构面间距,体积节理数Jv、结构面密度、岩体块度特征、岩石质量指标RQD、迹长等信息,对岩体结构进行综合评价。
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