岩体体积节理数的确定新方法

王前进

南京市测绘勘察研究院股份有限公司 江苏 南京 210019

1 岩体完整性定量确定方法

节理裂隙发育情况是评价岩体完整性的主要方法，是岩体强度、岩体稳定性的控制性因素。国内工程界一般采用岩体完整性指数、岩体体积节理数评价岩体完整性，其中以岩体完整性指数为主要定量指标，岩体体积节理数为代用定量指标。采用时，须按《工程岩体分级标准》（以下简称“规范”）表3.3.2查得对应的值后，再评价岩体完整性。规范附录B规定岩体体积节理数应采用直接法和间接法。

2 既有岩体体积节理数量测缺点

公式（1）采用的即为间距法，根据李攀峰等的研究成果，以三组节理面为例，仅在三组节理面两两相互垂直时（正方体），且法线方向与空间位置的上、下、前、后、左、右完全一致时，公式（1）才能真实反映岩体节理数，实际结构面产状错综复杂，很难满足节理面两两相互垂直的条件。当三组节理面不相互垂直时，各组节理面法向间距1m围成平行六面体的节理条数，即为，这个平行六面体的体积小于1m3，不能代表单位体积内岩体节理数。

山区线路勘察时，勘探孔间距往往较大，无法进行跨孔法波速试验，单孔波速确定Kv代表性不足。山区岩体出露点一般较多，为岩体体积节理数观测提供了便利条件，山区线路勘察借助岩体体积节理数?，确定岩体完整性应用较为普遍，但由于上述原因，确定的不能较为准确的反应岩体的完整性，导致后期隧道施工中围岩坍塌时有发生。

3 球体法的确立

当有3组、4组、5组……n组节理面时，假定每组节理面法向间距1m时，端部均有节理面或节理面的平行面，节理面（或节理面的平行面）在法向间距1m围成平行6、8、10……2n面体，假设两两结构面夹角相等，随着节理面组数增加，结构面法向围成的间距1m围成平行多面体无限接近直径为1m的球体。

采用单位球体体积作为单位体积时，任意结构面（假设同组结构面间距相等）的条数是唯一的。

4 球体法与规范直接法、间距法比较

图1

图2

图3

图4

表4 .1 球体法、直接法、间距法对比

由图1～图4及表4.3可知，对不同结构面，采用不同方法确定是差异较大，甚至影响到完整性评价结果，对球体法和间距法，当节理面真间距一定时，同倾向不同倾角或同倾向不同倾角时，确定的分别相同，即不受倾向、倾角的影响。球体法确定的约为直接法的0.9倍，间距法确定的约为直接法的0.72倍，球体法更为接近岩体节理面实际情况。

以紫金山某场地深基坑工程，勘察时，在水平的测面上沿正北方向布置6m长测线，测定结构面的分布情况，沿线共发育3组结构面，测量结果见表4.2，球体法、间距法、基坑开挖时直接法确定的及岩体完整性见表4.3。

表4 .2 紫金山某场地结构面发育情况

表4 .3 紫金山某场地球体法、间距法确定

5 结束语

本文分析了按规范采用直接法、间距法量测、统计的不足，从多组结构面出发，提出采用球体法量测、统计结构面的球体法。当节理面真间距一定时，球体法确定不受倾向、倾角的影响。勘察期间往往不具备直接法量测岩体体积节理数，球体法确定的较规范间距法更为接近岩体节理面实际情况，可作为工程勘察定量确定岩体完整性的方法。