节理化岩体Hoek-Brown准则GSI值的现场估算

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1 引言

采矿边坡稳定性分析的第一步需要对岩体特征进行定量化评估。对于没有时间和条件不具备作详细工程地质评价的项目来说，岩土工程师需要在现场根据目测初步确定出岩体的工程分类，如RMR, Q或GSI 的值。在这三种分类方法中，RMR和Q的输入参数相对多一些，GSI只需要两个指标来确定：岩体结构(Structures)和表面条件(Surface Conditions)，因此在现场使用GSI更快捷一些。本文描述和讨论了一个采矿边坡在现场确定节理化岩体GSI值的过程。

2 岩体描述

边坡岩石主要由辉长岩(Diorite)和片麻状的花岗岩(Granite)组成，岩石强度较高，根据数据库中6个样本的统计显示，平均的单轴抗压强度为129.18MPa, 平均的原岩Hoek-Brown常数m=22.17，不过目前开挖的岩体属于中风化破碎带，节理化非常严重。

3 GSI确定

GSI需要两个指标来确定：岩体结构(Structures)和表面条件(Surface Conditions)。根据现场观察，岩体由4组或多于4组节理切割，因此岩体结构定为"Very Bolcky"，节理表面相对平滑，因此表面条件定为"Fair"。使用2013版的GSI图，根据这个条件可确定出GSI=47~53。按主要岩石为辉长岩考虑，mi=20~30，损伤因子D=1.0。这些值将应用于边坡稳定性的概率分析。

4 结束语

当没有任何实验和现场测量数据时，边坡稳定性的评估主要依赖于采矿工程师和岩土工程师的经验判断和"最差"状况的估计。然而当我们把岩体作为节理化的各向同性的岩体时，也必须考虑一些大的节理引起的平面滑动或楔形破坏，下图所示的是一个很有趣的组合岩体结构，应该可以写进岩石边坡工程教材中，从宏观上看，它是一个楔形破坏，但它的一组节理面又是一个非常大的平面滑动。