含原生隐性节理工程岩体分级方法

2018-12-19 09:51:54,,,,,
长江科学院院报 2018年12期
关键词:柱状节理波速

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(1.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010; 2.中国电建集团 华东勘测设计研究院有限公司,杭州 311122; 3.长江岩土工程总公司(武汉),武汉 430010)

1 研究背景

岩体本身质量的优劣在一定程度上可以反映其工程性质的好坏。岩体质量优良,其力学特性与稳工程定性就好;则不用或只需要对其实施少量的加固措施就可以满足工程的需要,并且施工安全、简便。质量差、稳定性不好的岩体,需要进行复杂、昂贵的加固支护措施,繁杂的处理手段往往既费时费力又很难保证最后的加固效果。随着国家基础建设的迅猛发展,水利、交通、能源、采矿、国防等各种类型的岩石工程越来越多,及时合理地对工程岩体质量做出客观评价,是正确认识与利用改造岩体过程中十分重要的环节;其对于项目的经济合理设计、安全施工、稳定运营,都具有十分重要的工程实际意义。

有关岩体质量分级评价的研究,国内外专家提出了许多种方法,其中大部分适用于地下工程围岩的评价,而适应于坝基工程的不多。对地下洞室围岩进行岩体质量评价时,除了需要考虑岩石自身的坚硬程度、岩体结构的完整性等特征外,还需要考虑结构面产状和地下洞室轴线的关系、地应力状态、洞室埋深及其跨度等因素[1-2]。对于坝基工程而言,重力坝的坝基在考虑岩石坚硬程度、岩体的完整程度的同时,更重视结构面产状对坝基抗滑稳定的影响;而拱坝坝基岩体分级,尤其是含原生隐性节理的工程岩体则需更多地体现岩体本身物理力学特性的好坏。

许多学者对坝基岩体质量提出了不同的分级方法,国外的研究成果中具有代表性的方法有南非学者Bieniawski[3-4]提出的RMR分级法;挪威Barton等[5-6]推荐的Q系统分级法;Miller[7]提出的以岩石抗压强度与模量比值作为分级指标的分级法;日本学者菊地宏吉提出的基于岩体结构完整性、岩石抗压强度、风化程度及其节理裂隙特征对坝基工程岩体进行定性定量综合评价的分级法[8];Cano和Tomás[9]纳入水力劈裂指标,把岩体质量划成6类;Tzamos等[10]通过引入能够描述岩石本身质地的参数指标,研究了4种岩体分级方法的相关性;还有挪威学者Palmstrom[11]提出的RMI分级方法以及西班牙学者Romana[12]给出的SMR分级法等。

我国于20世纪50至70年代开始针对坝基岩体分级的系统开展研究工作, 主要是将岩体的风化程度作为岩体质量工程分级的标准, 例如《水利水电工程地质勘察规范》(SDJ 14—78)中推荐的工程岩体分级方法[2]、 谷德振[13]推荐的以岩体完整性; 结构面抗剪性能以及岩石坚硬性为评价指标, 通过3种指标的乘积来评价工程岩体质量的好坏; 陈德基[14]提出的块度模数MK岩体质量分级法; 孙广忠[15]提出的岩体质量RM分级法; 任自民等[16]依托彭水电站坝基工程提出的ML岩体结构与质量评价方法等。 进入20世纪80年代后, 我国的坝基岩体质量分级研究已由单因素朝着多因素、 由定性朝着定量方向发展。 长江水利委员会[17]提出岩体质量YZP分级法, 分析评价了三峡工程坝基岩体质量。 成都勘测设计研究院[18]通过定性定量相结合, 采用结构面性状、 岩体结构、 围压等指数, 提出了适用于二滩坝基岩体质量分级的方法; 胡卸文等[19]提出了工程岩体质量系数Z评价方法。 聂德新[20]结合拉西瓦、 溪洛渡、 金川等多个水电站坝基工程, 从岩石物理力学参数、 岩体的结构特性、 卸荷与风化等方面采用多指标对岩体的质量进行分析评价。 还有其他许多的学者针对坝基岩体质量分级评价, 用不同方法从不同的角度开展了相关研究工作[21-24]。

工程岩体质量评价经历了将近一个世纪的发展,在分级方法方面已取得了很大的进步,许多分级方法已应用于工程实践,不同分级方法自身的特点与适用性也得到检验。含原生隐性节理的岩体通常具有节理裂隙发育不明显,岩块强度高,岩体声波速度值大,但岩体的变形参数低等特点,对于此类特殊的岩体如何进行工程分级评价,有待进一步深入研究与实践。

本文以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展现场钻孔取芯、声波测试与点荷载试验,采用目前较为常用的几种工程岩体分级方法对其开展分级研究,对比分析岩体分级的结果与工程实际情况是否具有一致性。并以BQ分级方法为基础,在特定条件下引入岩石质量指标RQD来修正岩体完整性系数Kv值,建立了一种适用含有原生隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,并将分级结果与工程实际进行对比分析;最后,通过现场原位岩体变形试验对改进的分级方法进行验证。

2 工程概况

金沙江白鹤滩水电站位于金沙江下游河段,设计正常蓄水位825 m,坝顶高程834 m,混凝土双曲拱坝坝高289 m,水库总库容206.02亿 m3,初拟电站装机容量14 004 MW,多年平均发电量602.41亿 kW·h,白鹤滩水电站开挖的拱坝建基面如图1所示。坝址处于扬子准地台西南部,地层主要为二叠系上统峨眉山组玄武岩,单斜地层,缓倾右岸偏上游;岩性有隐晶质玄武岩、杏仁状玄武岩、斜斑玄武岩、角砾熔岩、柱状节理玄武岩和少量凝灰岩等。坝区地质构造主要为层间错动带、层内错动带、断层及裂隙,还有原生的隐性柱状节理。坝址区地应力场以构造地应力为主,属中高地应力区。

坝址区岩体结构类型复杂,尤其是分布于拱坝坝基中下部的柱状节理玄武岩,如图2所示;柱体直径13~25 cm,柱体内原生微裂隙发育,分布有宏观肉眼不易辨认出的隐性节理,节理面较平整,多呈闭合状,为断续镶嵌结构。柱状节理玄武岩具有开挖后易松弛和各向异性的特点。

图2 坝基中下部典型的柱状节理玄武岩Fig.2 Typical columnar joint basalt in the middle and lower part of dam foundation

玄武岩的柱状节理形成机制的主导学说是“冷却收缩说”,玄武岩熔浆在流动冷却过程中,其冷凝面形成规则又相互间隔的排列均匀的收缩中心,进而形成垂直收缩方向的张力节理裂隙,最终形成多面柱体。在理想情况下,如果岩石质地与环境温度变化是完全均匀的,则收缩中心的间距相等,在平面上呈现正六边形。实际冷却过程中,柱状节理玄武岩会受到各种外界因素的影响,在柱列断面上会形成四边形、六边形及七边形等多种不同组合情况。

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩在不受开挖扰动、风化及卸荷改造作用不强烈的条件下具有良好的力学性质,岩石强度较大,岩体纵波波速的值较高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配。

3 常用方法的工程岩体分级

3.1 现场点荷载试验与声波测试

为了给不同的工程岩体分级方法提供指标参数,针对白鹤滩坝基柱状节理玄武岩现场开展了钻孔取芯,点荷载试验与声波测试,如图3所示。其中针对左岸坝基高程592~615 m柱状节理玄武岩开展5组点荷载试验,每组25块试件,修正后的点荷载强度指数Is(50)平均值为8.02 MPa,转换为饱和抗压强度值Rc为108 MPa;岩石的强度较高,属于坚硬岩。在左岸坝基高程592~700 m范围内共选取44个钻孔开展纵波波速测试,共获得2 133个测点纵波波速值。

图3 现场钻孔取芯、点荷载试验与声波测试Fig.3 Point loading test and sonic wave test on site

白鹤滩坝基柱状节理玄武岩体最大波速值为6 410 m/s,最小波速为1 190 m/s,平均波速为4 550 m/s。从图4可知,岩体波速分布曲线出现2个极值区域:第1极值所对应的波速2 000~3 000 m/s,第2极值所对应的波速5 000~6 000 m/s。

图4 坝基柱状节理玄武岩体波速分布Fig.4 Wave velocity curve of columnar joint basalt

分析认为,第1极值所对应的波速点是由岩体开挖卸荷所致,第2极值对应的波速约为5 500 m/s,该纵波波速是柱状节理玄武岩体的本征波速,玄武岩体内部的柱状节理为原生隐性节理,节理闭合且结合紧密,超声波通过此类原生隐性节理时,信号并不会有较大的衰减;因此,声波波速无法反映类似柱状节理玄武岩体中原生隐性节理的存在。

玄武岩中的柱状原生隐性结构面,其在未扰动的条件下结合紧密,当在开挖卸荷条件下这种原生结构面会张开,形成宏观贯通的结构面;根据钻孔取芯的情况,可以估算柱状节理玄武岩的RQD基本在25%以下,典型柱状节理玄武岩钻孔取芯结果如图5所示。

图5 典型柱状节理玄武岩钻孔取芯情况Fig.5 Core drilling of typical columnar joint basalt

3.2 RMR岩体质量分级法

Bieniawski于1976年提出RMR分级法,后经多次修订。目前常用的为1989年修订版。RMR分级方法考虑了6个指标:岩块强度、RQD、节理间距、节理条件、地下水条件、节理产状。对每一项指标的取值,RMR分级方法都给出相应的确定方法。通过6项指标的相加求和,综合确定RMR值。RMR分级系统将岩体划分为5级,同时给出了各级别岩体的划分标准及各级别岩体力学特征。

基于RMR岩体质量分级方法对白鹤滩水电站左、右岸坝基(肩)不同高程与不同岩性进行了分级,结果如表1所示。

表1 工程岩体质量RMR分级结果Table 1 RMR grading result of engineering rock mass quality

左岸坝基高程592~615 m为柱状节理玄武岩,其荷载强度约为8.02 MPa,对应区间为4~10 MPa,相应岩块强度项赋分为12;结合便携式钻孔取芯与专业地质钻机取芯结果,判定岩芯RQD<25%,相应项赋分为3;左岸坝基该区间的柱状节理玄武岩为柱状镶嵌结构,结构面十分发育,其间距<6 cm,相应项赋分为5;裂隙节理面凹凸不平,较为粗糙,未扰动条件下嵌合较为紧密,为闭合状,面壁未风化,相应项赋分为27;地下水影响项赋分取15;合计RMR赋分为62,岩体质量划分为Ⅱ级。

3.3 GSI岩体质量分级法

GSI分级系统是E. Hoek依据岩体结构、岩块相互的嵌固状态和不连续面的质量,通过综合分析多种地质信息进行岩体质量评价的一种方法。GSI分级法的量化指标包括岩体结构评分部分SR(Structure rating)和结构面表面特征评分部分SCR(Surface condition rating)。为得到岩体结构指标SR,将岩体划分为4类:B类,镶嵌良好,未扰动,含3组正交裂隙;VB类,镶嵌结构,部分扰动,含4组或4组以上裂隙;B/D类,含褶皱或断层,被多组裂隙切割;D类,碎裂松散岩体。各类别岩体结构形态如图6所示。

图6 不同类型岩体结构形态Fig.6 Structural patterns of different types of rock mass

结构面条件指标SCR由粗糙系数Rr,风化系数Rw,充填系数Rf3方面因素综合确定,SCR指标的取值为Rr,Rw,Rf的累加。结构面条件因素Rr,Rw,Rf按表2确定。

根据岩体结构面精细量测与描述,按照不同的风化程度和岩体结构类型,对GSI系统中各指标的取值进行量化,并根据量化GSI系统标准,进而确定GSI值。GSI系统各参数的确定因素及取值具体结果如表3所示,其中SR为岩体结构等级。

表2 结构面条件指标SCR确定方法Table 2 Standard of determining structural planecondition index SCR

表3 工程岩体质量GSI分级结果Table 3 GSI grading result of engineering rockmass quality

左岸坝基柱状节理玄武岩体结构形态如图7所示,其为柱状镶嵌结构,块体相互咬合,未受到过多扰动,节理面相互交错将岩体切割成立方块体或是多棱面块体,对应岩体结构等级SR取70~75;结构面凹凸不平,基本处于未风化状态,节理面间无明显填充物,对应结构面特征SCR取15,查表可以得到GSI值约为65,岩体质量定为Ⅱ级。

图7 柱状节理玄武岩结构形态Fig.7 Configuration of typical columnar joint basalt

3.4 GB 50487—2008推荐分级法

《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487—2008)[25]附录中岩石类别与对应的岩体特征及主要特征值如表4所示。依据推荐的分级方法得到相应的岩体质量分级结果如表5所示。

表4 坝基岩体工程地质分级(GB 50487—2008附录V) [25]Table 4 Engineering geological classification of rockmass in dam foundation (from the Appendix V ofnational standard GB 50487—2008)[25]

表5 工程岩体质量GB 50487—2008推荐法分级结果Table 5 Grading result of engineering rock massquality using recommended method in GB 50487—2008

左岸坝基高程592~615 m区间的柱状节理玄武岩为柱状镶嵌结构,胶结层面为极薄层状结构,块体相互咬合,结构面发育,且基本处于闭合状态,岩块之间嵌合力较好,岩体的力学特性受结构面发育程度、岩块间嵌合状态等因素控制,岩体纵波的波速值约为5 500 m/s,取芯率RQD<25%。从岩体特征角度分析,判定岩体质量为Ⅲ2级;从岩体主要特征定量指标值的角度对比分析,RQD值在20%~ 40%范围内,岩石饱和抗压强度满足Rc>60 MPa,但纵波的波速值超过了3 000~4 500 m/s的范围,岩块弹性纵波速度Vpr取6 400 m/s,得到完整性系数Kv约为0.74,亦超过了0.35~0.55的对应取值区间,与GB 50487—2008给出的定量指标特征值并不能完全匹配。

3.5 BQ岩体质量分级法

《工程岩体分级标准》(GB 50218—2014)[26]采用定性与定量相结合、经验判断与测试计算相结合的方法进行岩体质量评价。在分级过程中,定性与定量同时进行并对比检验,最后综合评定级别。由岩石坚硬程度和岩体完整程度这2个因素所决定的工程岩体性质,定义为“岩体基本质量”。岩体基本质量指标BQ的计算公式采用多参数法,是以两个分级因素的定量指标岩石饱和抗压强度Rc及岩体完整性系数Kv为基本参数,建立起来的带2个限制条件的线性方程式[27-28]。该标准将岩石坚硬程度和岩体完整程度作为划分岩体基本质量级别的主要指标;依据岩石坚硬程度和岩体完整程度,综合确定岩体基本质量级别。

当根据基本质量定性特征和基本质量指标BQ值确定的级别不一致时,应通过对定性划分和定量指标的综合分析,确定岩体基本质量级别。根据分级因素的定量指标Rc的兆帕数值和Kv,按式(1)计算岩体基本质量指标BQ。

BQ=100+3Rc+250Kv。

(1)

使用式(1)时,应遵守以下条件[26]:

(1) 当Rc>90Kv+30时,以Rc=90Kv+30与Kv代入计算BQ值;

(2) 当Kv>0.04Rc+0.4时,以Kv=0.04Rc+0.4与Rc代入计算BQ值。

白鹤滩典型坝基岩体质量,按照《工程岩体分级标准》(GB 50218—2014)的BQ分级方法得到相应的岩体质量分级结果如表6所示。

表6 工程岩体质量BQ分级结果Table 6 Grading result of engineering rock massquality using BQ method

左岸坝基高程592~615 m柱状节理玄武岩为未风化—微风化,岩质较为新鲜,未扰动部位锤击声音清脆,有回弹,震手,难击碎,浸水后,基本无吸水反应,定性划分为坚硬岩类;柱状镶嵌碎裂结构,节理发育,结构面组数≥3,岩块间嵌合密实,无填充物,结构面结合较好,岩体完整程度定性划分为较破碎类;岩体基本质量级别定性划分为Ⅲ级。根据点荷载试验成果,左岸柱状节理玄武岩的岩石饱和抗压强度Rc取108 MPa;基于声波测试成果,岩体Vpm取5 500 m/s,岩石Vpr取6 400 m/s,计算BQ值为574,岩体基本质量级别定量划分为Ⅰ级。柱状节理玄武岩体基本质量级别定性与定量划分的结果不一致。

3.6 不同方法分级结果对比分析

综合比较采用RMR分级法、GSI分级系统、《工程岩体分级标准》(GB 50218—2014)分级法以及《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487—2008)中推荐方法对白鹤滩水电站坝基左岸高程592~615 m的柱状节理玄武岩质量评价得到的分级结果如表7所示。

表7 不同分级方法得到的工程岩体质量结果Table 7 Grading results of engineering rock massquality using different methods

结果表明:当前常用的工程岩体分级方法对白鹤滩含有原生隐性节理的柱状节理玄武岩适用性较差。

(1)通过对RMR,GSI,GB 50487—2008,BQ这4种分级系统定级成果分析,其中GB 50487—2008与BQ的定性分级结果与白鹤滩坝基岩体质量的实际情况较为符合;RMR与GSI法得到的结果,总体偏高;BQ法的定量方法对柱状节理玄武岩的分级结果偏高。

(2)拱坝的坝基岩体质量更多体现的是岩体基本质量的概念,方法中地下水影响项赋分较难操作,统一按照干燥条件进行赋分时得到的结果偏高;采用的GSI岩体分级系统得到的结果主要考虑岩体结构等级(SR)和结构面表面特征等级SCR(结构面的粗糙度、填充及风化),没有体现岩石强度对岩体质量的贡献;采用GB 50487—2008水利水电工程勘察规范的方法进行坝基岩体质量分级,主要以定性判别为主,结合某些定量的指标,但缺乏系统的定量指标评价方法,定性判定结果与相应的定量指标特征值并不能完全匹配;国家标准GB 50218—2014分级系统采用定性与定量相结合的方法进行岩体质量综合分级,由于声波的波速无法较好地反映柱状节理玄武岩内部的原生隐性结构面,因此对于柱状节理玄武岩的分级结果偏高。

4 基于BQ改进的分级方法研究

现有分级方法在白鹤滩坝基岩体分级中的应用及对比结果表明,RMR法主要适用于地下洞室工程的岩体质量评价,GSI岩体分级系统体现的是岩体结构的状况,GB50487方法主要依靠定性判别,且与对应的定量特征值不相匹配,BQ的定性判别方法与定量方法对柱状节理玄武岩的分级结果不一致。另外,岩体质量有基本质量和工程质量的差别。其中基本质量主要对应岩体的基本物理力学特性,如变形模量、抗剪强度等,确定岩体基本质量级别时主要考虑影响岩体自身的基本物理力学特性的因素。工程岩体质量级别主要对应工程措施,如开挖措施、支护措施,工程质量主要和稳定性、失稳模式等有关。针对拱坝建基岩体质量评价而言,更多反映的是岩体自身的基本质量。

通过前面的分析可以看出,白鹤滩坝基岩体基本以坚硬岩为主,岩体的基本质量主要取决于岩体的完整程度,即结构面数量和结构面性状;岩体质量级别和岩石坚硬程度存在一定关联性,但影响权重小于岩体的完整程度。常用的分级方法对于以白鹤滩坝基除柱状节理玄武岩为代表的含原生隐性节理岩体外,其他工程岩体的质量评价,是基本能够适用的;但由于柱状节理玄武岩的特殊性,常用的定量分级方法无法较好地适用。

白鹤滩柱状节理玄武岩的岩石点荷载试验成果表明,岩石为坚硬岩范畴,饱和抗压强度基本在90 MPa以上;岩体声波测试成果表明,坝基开挖卸荷后,松弛扰动深度为2~4 m,松弛带的纵波波速约为2 500 m/s,未松弛区的纵波波速约为5 500 m/s。柱状节理玄武岩存在原生隐性结构面,其在未扰动的条件下结合紧密,当在开挖卸荷或是钻孔取芯条件下这种原生结构面会张开,形成宏观贯通的结构面;柱状节理玄武岩的RQD基本在25%以下,如图5所示。通过分析认为,岩体的纵波波速无法反映柱状节理玄武岩中原生隐性闭合结构面的存在,在相应的完整性系数中不能体现原生闭合结构面的影响;而RQD值则能够较好地反映岩体中结构面,但不能较好地体现结构面是张开还是闭合状态。

由于岩芯长度与采取率受岩体节理裂隙发育程度、硬度、均质性等因素的影响较显著,因此RQD指标可反映岩体被各种结构面切割的程度;RQD指标意义明确,可在钻探过程中定量取得;但RQD值受钻孔机具、工艺水平等影响较大,单独采用RQD值对岩体进行分级是不合适的,将其作为评价岩体完整性的其中一项定量指标来使用是值得尝试的一种新途径。

综合分析,认为通过RQD来修正规范BQ分级法中岩体完整性系数Kv值的定量判别方法的思路是可行的。

迪尔(1969年)基于岩体质量指标RQD值提出相应分级方法,表8为迪尔所建议的分级标准,RQD由长度超过10 cm的岩芯获取率(百分数)表示,即

表8 RQD分级标准Table 8 Criterion of grading engineering rock massquality by RQD

(3)

(4)

表9 修正后BQ法的柱状节理玄武岩分级结果Table 9 Grading result of engineering rock mass qualityusing the proposed modified BQ method

5 现场原位岩体试验验证

目前国内外对柱状节理岩体的现场原位试验研究甚少,对柱状节理岩体的变形、强度等特性,均匮乏可供借鉴的试验成果。为明确柱状节理玄武岩力学特性,验证改进BQ工程岩体方法的分级结果合理性。采用圆形刚性承压板法测试白鹤滩坝基柱状节理玄武岩的变形特性,承压板直径为50.5 cm,在试验点制作打磨出Φ60 cm 圆形平面作为试验面, 试验加载接触面周围1 m范围亦大体凿制平整,以保证有足够的试验边界条件。试验最大试验荷载8.45 MPa,采用逐级一次循环法加压,全过程共计分5级加载。

试验洞布置在右岸勘Ⅱ线PD34探洞下游侧,洞轴线方向N48°E,与岩层走向一致。洞室底板高程727.4 m,垂直埋深约300 m,距离岸坡约160 m,岩体风化程度为微新,白鹤滩坝基柱状节理玄武岩现场变形试验如图8所示,现场变形试验曲线如图9所示。

图8 柱状节理玄武岩现场圆形刚性承压板变形试验Fig.8 Deformation test with circular rigid bearingplate on site for columnar joint basalt

图9 微新柱状节理玄武岩竖直向变形试验成果曲线Fig.9 Test results of vertical deformation offresh columnar joint basalt

由图9可知,试验变形-压力曲线为直线型,试验成果曲线形态特征良好。微新柱状节理玄武岩竖向变形模量均值为7.31 GPa。《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487—2008)中坝基岩体变形模量在5~10 GPa范围内时岩体划分为Ⅲ级,《工程岩体分级标准》(GB 50218—2014) 中岩体变形模量在6~20 GPa范围内时岩体划分为Ⅲ级;综合分析,现场变形试验得到的微新柱状节理玄武岩变形参数与Ⅲ类岩体的参数相匹配,验证了基于BQ改进的方法所得到的白鹤滩柱状节理玄武岩分级结果的合理性。

6 结 论

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩在不受开挖扰动、风化及卸荷改造作用不强烈的条件下具有良好的力学性质,岩石强度较大,岩体纵波波速的值较高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配;以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展之相适应的工程岩体分级方法研究具有重要的理论与实际意义。

(1)白鹤滩左岸坝基高程592~615 m柱状节理玄武岩点荷载试验Is(50)平均值为8.02 MPa,转换为饱和抗压强度值Rc为108 MPa,岩石的强度较高,属于坚硬岩。

(2)在建基面柱状节理玄武岩共选取36个钻孔开展波速测试,为对比分析纵横波波速差异。测试结果表明:岩体最大波速为6 410 m/s,最小波速为1 190 m/s,岩体波速分布曲线出现2个极值区域,第一极值所对应的波速为2 500 m/s左右,第2极值所对应的波速5 500 m/s左右;第1极值所对应的波速点是由岩体开挖卸荷所致,第2极值对应的波速是坝基柱状节理玄武岩体的本征波速。

(3)通过对RMR、GSI、GB 50487及BQ这4种分级系统定级成果分析,其中GB 50487与BQ(GB 50218)的定性分级结果与白鹤滩坝基岩体质量的实际情况较为符合;RMR与GSI法得到的结果,总体偏高;BQ(GB 50218)的定量方法对柱状节理玄武岩的分级结果偏高。

(4)基于白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩等工程岩体的特殊性状与BQ分级方法的思路,当岩体BQ值与RQD处于特定条件下时,引入RQD来修正岩体完整性系数Kv值,得到了一种能描述含有隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,结果与工程实际具有较好的一致性。

(5)采用圆形刚性承压板法测试白鹤滩坝基柱状节理玄武岩的变形特性,得到微新柱状节理玄武岩竖向变形模量均值为7.31 GPa,变形参数与Ⅲ类岩体的参数相匹配,验证了基于BQ改进的方法所得到的白鹤滩柱状节理玄武岩分级结果是合理的。

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