采矿专业英语翻译

1、国际岩石力学与采矿科学 预测不同硬度岩体强度的一种新的实用方法摘要制备能够代表岩体（不连续的结构体）芯部的试样进行实验研究几乎是不可能的。为了克服这些困难，学者们把研究的重点放在了推导能够估计岩体或者岩块的应力-应变的经验公式上了。在学术论文中可以看到：基于一个岩体的性质例如岩体地质力学、地质强度指数、Q值等参数，可以通过降低完整岩石材料的单轴抗压强度来估计岩体的单轴抗压强度值。由于一个特定的经验曲线方程公式的应用受到限制，不能适用于硬度不同的所有类型的岩体，本文提出了一个新的适用于一般岩石的经验法来估计不同硬度岩体的强度，试验中用了五组岩石倾斜破坏的数据和四组岩石单轴抗压强度数据对这个新的经

2、验公式进行验证。在新的经验方程里，原岩材料的单轴抗压强度不仅作为岩石强度降低的尺度参数，而且和岩石材料的弹性模量一块调整岩石强度降低的程度。通过两个相对独立减少的因数来考虑岩体的扰动因数，被应用于岩石结构评级：获得岩体连接处增加的密度、作为胡克定律的两个参数、降低岩体节理的程度。因此，这个经验公式也适用于像矸石堆那样没有胶结在一块的岩块。1. 介绍 众所周知，由于岩体是不连续的结构体，因此很难从一个岩体中制作出供实验研究的岩体核心试样。为了克服这些困难，学者们把研究的重点放在了推导能够估计岩体或者岩块的应力-应变的经验公式上了。经过努力，学者们在文献中提出了很多经验公式1-11。大多数经验公式

3、把完整岩石材料的单轴抗压强度作为一个尺度参数。根据一个岩体的性质例如岩体地质力学、地质强度指数、Q值等参数，可以通过降低完整岩石材料的单轴抗压强度来估计岩体的单轴抗压强度值1-3在这个时候，不能明确的回答“哪个经验公式能更好的预测出岩体的强度？”。其实每个经验公式都能很好的预测出它所研究的岩体的强度，而每个推导出经验公式的原始数据还可以推导出更多的别的经验公式。由于这个原因，一个特定的经验曲线方程公式的应用受到限制，不能适用于硬度不同的所有类型的岩体。在表格1中列举的经验公式仅仅把RMR（岩体地质力学）、 GSI（地质强度指数） 或者JP（节理系数）作为参数，没有明确包括完整岩石材料的强度和可

4、变形性，而“完整岩石材料的强度和可变形性”是影响岩体的强度特别是软性岩体的强度的重要因素。例如：两个材料不同但是具有相类似不连续结构的岩体具有不同的单轴抗压强度和可变长度。虽然两个岩体的特性指标（例如RMR、RMR）可能相似，但是这两种用来估计 （岩体的单轴抗压强度）时，所需降低的（完整岩石的单轴抗压强度）的比率不同。事实上，预期抗压强度高、可变形量大的完整岩石材料需要降低（用UCSi预测UCSRM时）的程度高。 表格 1 适用于估计岩体单轴抗压强度的经验公式 参考文献 经验公式Yudhbir et al.4Ramamurthy 5Vardar6 14-16Kalamaris and Bien

5、iawski7Palmström8Sheorey9Aydan and Dalgic10 Hoek et al.11和：岩体的单轴抗压强度和完整岩石材料的单轴抗压强度; GSI：地质强度指数 ; a: Hoek和Brown 准则中的不变参数; ：在非均质加载条件下岩石强度降低的比率 （0.2<<1）; i:相似度； f:坚固性系数； :岩石构造系数； JP:节理系数； 图1 与岩石单轴抗压强度和岩体性质有关的经验关系图然而，在大多数文献中：当岩体中的岩石特性指数相似时，和的比率也 几乎一样（如图1所示）。如图2a所示:Müller12,13把岩体的条件分为从非断裂

6、岩体到强烈破碎的岩体.Müller指出：“岩石的应力-应变曲线并没有在达到最大加载应力时结束，而是在出现第一次决定性的破裂时结束。岩石的承载能力下降或快或慢与进一步变形,取决于材料和系统的加荷速率。”后来，在Müller的研究基础上，学者们在系统尺寸的基础上根据岩体的应力-应变曲线命名了不同的岩体16（如图2b所示）。正如Müller讨论的那样：完整岩石的地质历史最初是以没有裂纹开始，结果以像糜棱岩受到强烈的构造应力那样变的十分破碎而结束,岩石试样在试验机下失稳的过程与之相似。给岩石失稳后的岩石做应力-应变关系结论要比给失稳中的岩石做应力-应变关系结论难。应该特别

7、指出的是：通过实验室研究，几乎不可能给从达到峰值强度到残余强度阶段的岩石下应力-应变关系结论。然而，柔软岩体和坚硬岩体在失稳后的应力-应变曲线应该是不一样的。Vardar4,14-16提出的经验公式认为岩石类型不仅作为一个尺寸参数，而且作为应用（估计）时应该减少的程度。然而，在这个经验公式中没有充分考虑到不连续的性质如风化、杂质、粗糙度等。我们可以在表格1中Vardar提出的经验公式中发现：只有用构造区域连接处的密度来定义岩体的特征时，才考虑用岩石类型决定岩石的坚固性f。事实上，根据最近研究的数据表明： 岩石的坚固性取决于岩石的类型15,16,例如黑曜石（强度高、可变形量小）的坚固性系数f为4

8、0，像粘土岩那样比较软的岩石坚固性系数f在3到12之间。换句话说，岩体的坚固性随着岩石的强度的减小而减小，随着岩石可变形量的减小而增加。在Vardar的方法中，岩石坚固性的数值代表着由于岩体节理程度的增加而造成的强度降低。然而，在岩石材料的地质历史中（从完整岩石到完全破碎），不但岩体结合处的密度增加，而且代表岩体不连续的一些表面特性（例如，风化程度，表面粗糙度，）逐渐降低。因此，应该综合考虑完整岩石的固有属性和非连续岩石表面情况以便为获得更具有代表岩体坚固性的数据。最近的一些研究集中于相似的结论,特别是由软岩组成的岩体的全过程应力17-20。这些研究人员定义了从岩体发生剪切破坏到完全破坏的这个

9、之间变化过程（如图片3）。当（完整岩石的单轴抗压强度）超过15MPa时，就要用传统的 HoekBrown破坏准则来确定岩体受到的全部应力。学者们把=0.5MPa时作为软岩的单轴抗压强度和吐的单轴抗压强度的分界线。从15MPa到0.5MPa，对的影响逐渐降低。当=0.5MPa时，在地质强度指数范围内，可以认为=。虽然取较高或较低强度受到限制，但是从数值模拟到实际应用领域已经充分证实了：取15MPa到0.5MPa是合理的。由此可以看出，H-B经验公式有了很多新的发展17-20，但是我们认为如下细节仍需继续探讨。从图1 可以看出来：是经验方程曲线占据在破坏包络线领域内,而不别的曲线。因此，在这个研究

10、中，我们提出的是一个强大的连续型方程，而不是一个特定的曲线方程。随着降低（完整岩石的单轴抗压强度）和岩石的弹性模量，经验方程的曲线变得更接近于图1所给的下部范围（坚硬岩石）。如图3所示：随着20（完整岩石的单轴抗压强度）降低到0.5MPa时，标准化的岩石单轴抗压强度（）也渐渐接近于1。这意味着不连续,例如分散的土几乎对整个土体的整体强度没有影响。图2（a）Müller12对岩体等级的划分 （b）Vardar16的全应力应变曲线图3 标准化的岩石单轴抗压强度（）与GSI（地质强度指数）构成的函数反映了传统的HoekBrown定律 还反映了软岩硬岩变化函数图4 含有裂纹的 Nantico

11、ke粘土的试样尺寸与其强度关系图有许多关于含有裂纹粘土的全应力的研究，这些研究表明：此粘土内部裂隙的性质决定着它的强度降低。实际上，可以从裂隙对土结构的影响有关的文献中学到很多。在这里简单介绍一下关于土结构文献的著作。Terzaghi21在研究含有裂隙的粘土（由被裂隙分割的坚硬粘土块组成）时，第一次描绘了缓倾角的倾斜破裂。 Bishop 和 Little22，23确认含有裂隙的粘土体的强度与完整粘土的强度的比率能达到45% 。根据 Lo 22通过实验对含有裂纹的Nanticoke粘土的研究表明：一个水饱和状态的土体强度大约是完整粘土体强度的25%（如图4）。根据实验研究，Simons22-24

12、发现了蓝色伦敦粘土强度下降的现象。Marsland 和 Butler25基于对含有裂隙粘土体内开挖的倾斜面的研究，他们认为：含有裂隙的粘土体和含有节理岩体的力学性质相似。此外Silvestri26为含有裂隙的粘土体而提出的模型被 Ladanyi28 和Archambault27作为典型来定义含有节理的岩体。 Lo和Lee29认为对于含有裂隙的Champlain粘土体来说，其正常的应力与剪切强度是非线性的关系。 Feda et al30指出：虽然在很多工程应用中，裂隙粘土体被视为土来对待，但是含有裂隙的粘土体和有节理岩体的力学性质相似。Vallejo31指出对裂缝岩体运用莫尔-库伦破坏准则所带来

13、的误差取决于一般的应力水平。Sonmez32评估用 Hoek -Brown破坏准则预测古老的安卡拉裂隙粘土强度 的适应性（如图5）。根据Sonmez32的实验研究结果，表明：基于建筑区域和裂隙特性（例如间隔，走向，侵蚀，粗糙度）的不同，含有大量裂隙的安卡拉粘土体的强度在完整粘土的强度和完整粘土的残余强度之间变动。因此，概述如下：与土木技术有关的文献清晰的证明了：含有裂隙的粘土体与有节理的岩体的力学性质相似。在土力学文献研究中可发现：有节理的土体（或裂隙土体）的规范化的单轴抗压强度()和软岩体的上界限类似都远远小于12.一个新的经验方法：抗压强度降低比（SRRc）在本课题中，与 Varda2，1

14、4-16用的定义相似，定义与的比率为抗压强度降低比（SRRc）。本课题提出了一种估计SRRc的经验方法。需要特别指出的是：在文献中，把作为估计岩体强度的尺度参数来来考虑。在本课题中，把和岩石的弹性模量（）作为调整和估计的依据。为了克服以上介绍的现有的特定经验方程曲线存在的一些限制性，本课题提出了一个适应性更广的经验方法，这个方法能够概括从软岩体到硬岩体的全应力。这个经验方法应有以下特点：（1）这个新的经验法应该能够适用于从完整岩体到条件非常差的岩体（例如节理发育良好的岩体、已分解的岩体）；（2）不仅把岩石的单轴抗压强度作为岩体强度降低的尺寸参数来考虑，而且作为与岩石的弹性模量相结合时应该降低的

15、程度参数来考虑；（3）应该考虑岩体的块效应；（4）应该考虑突变面（例如风化、侵蚀、粗糙度）的影响；（5）应该考虑扰动对岩体全应力的影响；（6）应该能够预测像矸石堆那样无粘结岩体（在0正常应力下无粘聚性）的强度。以下要简要介绍的是用新经验法解释图2b中的岩体应力-应变关系曲线（从岩体的峰值强度到残余强度）。2.1 在新经验法中对岩体结构的定义 本课题中，在定义岩体的性质时考虑到了岩体的结构等级（SR）和表面条件等级（SCR)。岩体的结构等级（SR）是由Sonmez 和 Ulusay33提出来的，后来Sonmez对其进行了改进。在新经验法中Sonmez 和 Ulusay34用SR来定义岩体的块效应

16、。最初由 Palmström发展了用体积联合计算来决定岩体的结构等级（SR）值。虽然Sonmez 和Ulusay已经采用了很多实用程序特别是针对于节理发育良好的岩体，但是为了增加它的实用性价值，Sonmez 和Ulusay 正在把由Palmström塑造的一般块状模型的 Jv、不连续空间、平均块体积、岩石性质指示 四者之间的关系加入到 SR的概念中。扩展后的SR图表如图6所示。 图6 扩展后的SR图表如图6 所示,岩体的结构等级（SR）数值在100（完整岩石材料或厚重的岩体取100）和0（像节理发育良好的那样条件差的岩体取值0）之间变动。 Palmström38详

17、细讨论了把岩石性质指示（RQD）作为钻孔数据应用于条件差的岩体（节理较发育）或不连续的岩体具有局限性。RQD的值不仅应用于定义岩体的性质，而且它像Q1,3和RMR一样作为很多岩体分类的参数。实际上，考虑到它们的局限性特别对于节理发育良好的岩体，要小心谨慎的使用像总的恢复核心（TCR）、完整的恢复核心(ICR)、岩石性质指示（RQD）那样任一个钻孔数据。然而由 Jv,、Vb 和 S决定的岩体的结构等级（SR）数值是对条件较差岩体（例如节理发育较好的岩体）模块效应的敏感参数。实际上，用岩体的结构等级（SR）的最主要的优点是：它能适用于各种不同性质的岩体从完整的岩石材料到节理发育良好的岩体。尽管文献

18、4,5,7,9-11中一般用指数型曲线(如图1所示)来描绘岩石的应力-应变曲线，但是应该首选S型曲线函数来描绘不同岩体（从从完整的岩石到节理发育良好的岩体）的应力-应变关系。Sonmez et al.39、Hoek40和 Diederichs用S型曲线函数来估计岩体的变形系数。在这个课题中Sonmez et al.39优先采用了S型曲线函数，因为S型曲线函数能够适应描述各种应力-应变曲线（从从完整的岩石到节理发育良好的岩体）特别是岩体的结构等级（SR）数值趋近于100的。对于最柔软的岩体15,16来说，岩石的坚固性系数大约为3。换句话说，按照Vardar4,6,14-16的方法，对于节理发育完

19、全的粘土岩来说，与的比率大约为33% 。此外，根据 Lo22、Bishop 和 Little22,23的研究：裂隙粘土体全应力与完整岩体强度的比率在25%到45%之间。通过观察在文献中出现的最软岩体和节理较发育岩体的稳固性系数值，如图7所示：对于处于节理发育完全的最软岩体与土体之间的岩土体，当 SR=0时，与的比值大约为25% 。因此，对于最软岩体S型曲线上部分表示整个应力-应变曲线，可以用当SR=0时，=25%对其进行校正（如图7）。另一方面，对于最硬岩体S型曲线下部分表示整个应力-应变曲线，可以用图1中指数曲线的下部对其校正。引入参数C来校正S型曲线上部与下部边界之间的部分（如图7），C的

20、值取决于两种不同类型的岩石和岩体不连续的表面条件。当参数C的值向1减小时，S型曲线将向上移动。就以上讨论的通过参数C来校正的边界条件来说，曲线的下界（最硬的岩体）和曲线的上界（最软的岩体）都是固定的。校正之后，曲线下界和上界对应的参数C的值分别为10和1.75 。 图7 估算岩体单轴抗压强度的新经验法图解2.2 岩石类型和不连续性的影响Deere 和 Miller41在新经验法中提出岩石材料的强度和可变形性作为岩石材料分类的参考标准。在新经验法中，完整岩石材料的强度和可变形性对对岩体强度的作用受到影响。为了明确岩石材料的强度和可变形性带来的影响，新经验法中引进了参数A表示完整岩石材料的硬度。可

21、以从Deere 和 Miller41给出的参数比率图中的线段中根据 Ei和确定A值得大小（如图8所示）。用五组岩石倾斜破坏的数据和四组岩石单轴抗压强度数据对A值进行校正。A值在1（最软岩石材料取1）和5（最硬岩石材料取5）之间变动。其背后的分析将在下面的章节中详细说明。不连续的表面条件对岩体的强度起着决定性的作用，因为不连续表面的抗剪切强度对表面条件参数（例如风化，侵蚀，粗糙度）很敏感。由于以上原因，基于RMR（岩体地质力学）结构等级， Sonmez 和 Ulusay33提出了表面条件等级（SCR)（如表2所示）。 图8 在图表中可以根据与 Ei值，确定完整岩石的硬度常数表2 Sonmez 和

22、Ulusay33给出的表面条件等级（SCR)表 粗糙度等级（） 非常粗糙 粗糙 轻微粗糙 光滑 非常光滑 6 5 3 1 0风化程度（） 未风化的 轻微风化的 中等风化的 高风化的 已分解的 6 5 3 1 0侵蚀程度（） 无侵蚀 硬性侵蚀<5mm 硬性侵蚀>5mm 轻微侵蚀<5mm 轻微侵蚀>5mm 6 4 2 2 0 +对于比较坚固的岩体来说，当随着A值增大和值降低，S型曲线向下部边界移动。反之，S型曲线向上部边界移动。事实上，在图7中，当岩体的表面条件等级（SCR)和A的值分别达到18和1时，它的S型曲线就取到上部边界。另一方面，当SCR=0、A=5时，它的S型曲

23、线就取到其下部边界。由以上分析可看出：在新经验法中，参数C直接决定着S型曲线，而C的值则是由和A的值共同确定。因此，要用五组岩石倾斜破坏的数据和四组岩石单轴抗压强度数据对C=f(A,SCR)进行校正8。2.3 在新经验法中的扰动和联接程度在对岩体作业中，使用了像爆破这类的挖掘方法，此方法给岩体带来了“扰动” 影响了岩体的性质。已经在文献11，33，42-45中讨论了扰动带来的影响.在文献33中第一次介绍了把扰动对岩体全应力影响等级的定性分析法应用于H-B破坏准则。H-B破坏准则也采用了类似的方法。在图9中给出了扰动对岩体影响的示意图。从文献33中可以发现：扰动带来的两个影响中的一个是：岩体内新

24、的不连续的出现是在扰动之后。也就是说，随着扰动程度的增加，岩体内的不连续程度也会增加（如图9b所示）。在新经验法中，与这种效应直接相关的是岩体结构等级（SR）参数值的减小。扰动带来的第二个影响是：使岩体内不连续面的缝隙增大，使岩体变得松散（如图9c所示）。一个开挖后的聚集的岩体就像一个矸石堆，是最松散的一种岩体，在没有受到应力时，它的凝聚力几乎为0.除了凝聚力外，由于岩体扰动后变得松散，岩体的内摩擦角也可能比原来的有所减小。除此之外，在1997版的规范2中，当GSI小于25时，参数s取值25.为了克服在文献34中的局限性，在文献11中修改了s=0这一限制。目前H-B公式不适用于无联结的岩体（在

25、不受应力情况下无内聚力）。众所周知，参数s决定内聚力，内摩擦角对参数十分敏感。 通过思考参数 和s的作用 ，找到了一个改进的方法，即：当新经验法和H-B公式联合使用时，通过用减少因数（和）使 s和的值取决于岩体扰动的程度。改进之后，H-B公式可以适用于从完整岩石到完全破碎和无联结的岩体（在不受应力情况下无内聚力）。因此，在这个课题中，通过两个折减因数来考虑岩体扰动，被应用于SR来确定岩体节理的密度还被应用于H-B准则来确定联结降低的程度。本文不但考虑到了Hoeket al.11提出来的扰动因数D，而且考虑到了D与 Sonmez 和 Ulusay33提出来的扰动因数之间的关系（如图10所示）。可

26、以从文献11中求扰动因数D和文献44中求扰动因数的过程中得出岩体扰动的程度。图11给出了函数、和之间的关系，后面的分析对其进行了校正。基于新经验法中的岩体扰动，可以使用Palmström在实验中得出的五组岩石倾斜破坏的数据和四组岩石单轴抗压强度数据 背后的分析对折减因数进行校正。在后面的章节中将介绍其后面的分析，下面将介绍本研究提出的新经验法公式： ， 这里是完整岩石单轴抗压强度；是 抗压强度降低的比率；是岩体表面条件等级；是岩体表面条件等级的标准化值0到1之间；是原始岩体的结构等级；是根据扰动调整之后的值；是根据扰动的折减系数；是硬度（对于完整的岩石材料其值是恒定的，用通过和在图8

27、中找出对应的值）；是岩体的单轴抗压强度。在参数SR中，考虑到了岩体扰动产生的节理密度增加现象，参数 利用SR来确定岩体节理密度增加量，没有考虑岩体扰动降低了岩块间的联结。换句话说，假设岩块间是完全联结的。仅仅当和岩体容重在合理的范围，并且根据试验结果测得的不可用时，才会首选在文献39中提出的，基于人工神经网络的估计图表。 图9（a-d）扰动对原岩的影响图解 图10 Hoek et al.11 、Sonmez 和Ulusay33提出来的扰动因数之间的关系图11 岩体扰动等级与折减因数之间的关系 图12 基于ANN，根据和来预测表图3.新经验法与 Hoek-Brown 法则的关系由于Hoek-Br

28、own经验方程能很好的定义岩体的非线性强度包络线，自从1980年提出后一直被认为是很受欢迎的经验破坏准则。在后来的30年中，虽然保留了它的（Hoek-Brown经验方程）非线性特征，但是对它做了很多改进。为了评估，Hoek和Brown47研究了14种不同的类型的岩石数据，其中单轴抗压强度最小的是砂岩为39.3MPa.另一方面，152mm的核心试样（来至于新几内亚岛下的布干维尔岛是由含有丰富节理的安山岩组成的，它的完整岩石的单轴抗压强度时265MPa)和由同样的安山岩碎片重新组成的样品，在新经验法中，都被看成是含有节理的岩体47。 因此，可以说在现在的研究情况下对于预测从中等硬度到硬岩的强度，这

29、个准则更具有代表性。正如前面章节介绍那样，可以通过完整岩石的特性和岩体的模块化效应来估计出相对于的抗压强度折减比率。由于H-B准则在岩石工程中的权威，根据它，可以通过上面给的步骤计算出岩体的值。下面的经验方程式20类似于H-B非线性经验公式： 这里是岩体的单轴抗压强度。在参数SR中,考虑到了岩体扰动产生的节理密度增加现象，参数 利用SR来确定岩体节理密度增加量，没有考虑岩体扰动降低了岩块间的联结。换句话说，假设岩块间是完全联结的。和分别表示岩体单轴抗压强度和岩石单轴抗压强度；是抗压强度降低的比率；、s和a是H-B的参数；和基于岩体扰动程度而确定的岩石块间联结的折减系数。从图7中可以确定（岩体的

30、单轴抗压强度），它考虑到了完全联结岩体的块效应程度。因为在图7中，风化、侵蚀和粗糙度作为岩体不连续的特性，没有考虑用岩块边界定位等级和不连续面处的缝隙等级来确定岩体的块效应程度，因此，可以说不论是在自然条件下还是在扰动之后，联结程度与完全联结岩体不同。所以，在没有考虑图11b给出的联结等级带来的影响时，不能把由图7确定的应用于设计项目。对裂隙的定义是引用于文献1。通过用扰动因数和在表的底轴给出的联结等级（在自然条件没有扰动的情况下）可以很容易从图11中找到扰动等级。可以从带有参数a的方程式看出来：为了正确的估计出参数a的值而进行重复求解是很有必要的。然而，对于实际应用来说，可以在图13中由确定

31、参数a的值。虽然参数a的值理应在0.5（完整岩石）和0.65（条件非常差的岩体）之间变动，但是根据文献20：对于特别软的岩体来说参数a的值可以扩大到1，近似于线性包络。然而文献11采用了参数a最新的范围，本可以也保留的采用了了文献11的选择。在图14的表格中汇集了新经验法的应用。 图13 本文涉及的方程式中H-B准则中的参数a与之间的关系。用背后的分析校准新经验法 用文献8中的五组岩石倾斜破坏的数据和四组岩石单轴抗压强度数据对新经验法（用来估计软硬不同岩体的强度）进行校正。在新经验法中，由于受到五组岩石倾斜破坏的数据和四组岩石单轴抗压强度数据平衡能力的限制，在图8中给出的、与之间的关系和图11

32、中给出的与之间的关系仍需要校正。下面的章节简要介绍了背后分析和情况介绍。 4.1 概述倾斜破坏 应该首选五组岩石倾斜破坏的数据背后的分析对新经验法进行校正。在文献33和48中描述了它的四种情况，下面就简单介绍一下。实例1 在土耳其西部的 Baskoyak开采的凹陷深矿井中，出现在节理发育良好的片岩岩体上（文献49对其进行了研究）。据那些施工者介绍在矿井的土木施工时没有遇到地下水。因此，为了后面的分析，认为排出了矿井斜坡里的水。由于岩体是节理发育良好的片岩岩体，在挖掘中没有采用爆破技术，而是用凿岩机器挖掘的。因此，根据文献11，取可调整的岩体扰动因数D=0.7.图15a给出了岩体倾斜破坏类型的交

33、叉情况，表3给出了岩体的特性。实例2，文献50中，在土耳其的Goynuk发现了含有节理的泥灰岩体倾斜破坏的模式联合。表格3介绍了含有节理的泥灰岩体的性质，除了含有水平节理面外，它还有另外两组节理。在图15b中展示了破坏交叉部分情况。采用的挖掘法和情况1的类似，因此，可取34岩体扰动因数D=0.7。在倾斜破坏的断面上没有发现地下水50。认为环形的破坏面是岩体破坏，通过后面的分析，取参数、直接估计参与的抗剪切强度。实例3，此倾斜破发生33，48，51在土耳其西部Kisrakdere的敞开的褐煤矿井中。此岩体由密实的地层、含节理的泥灰岩地层和软粘土地层按顺序排列构成，由于斜坡道陡峭引起岩体发生倾斜破

34、坏。表格3介绍了此岩体的的特征。在图15c中给出了此岩体破坏的截面图。实施控制爆破后，采用凿岩机对其进行挖掘。因此在文献33中，选取它的扰动因数（D）为0.93.实例4，在土耳其西部Eskihisar的敞开的褐煤矿井中，Ulusayet al.52记录了很多矸石堆发生的倾斜破坏。Sonmez和Ulusay33通过假设材料是破碎的岩体，把H-B破坏准则应用到此岩体的破坏。正如以上讨论，矸石堆是开挖的岩石材料，可能是最不牢固的原地岩体。由于在堆积时，岩块之间没有联结，因此矸石堆的凝聚力接近于0.对于没有凝聚力的岩体模式，在新经验法中可选取它的，D=1.图15d给出了矸石堆破坏的截面图。表格3介绍了

35、矸石堆的特征。在新经验法中单独的看待扰动给岩体带来的影响。通过研究原地岩体特性，在表3中列出了岩体的特性。 实例5，在土耳其东北部 Cayeli 和 Kaptanpasa之间发现了安山岩体的一种倾斜破坏。这个倾斜破坏是在为道路建设而开挖的取土坑中发新的。为了这个目的（取石修路），采取控制爆破后实施开挖。因此，在查阅图10后，和情况3类似，此岩体的扰动因数确定为0.93.在挖掘的倾斜表面没有发现地下水。图16，给出了一般的观点和交叉破坏的情景。表格3介绍了此岩体的特性。4.2 文献8中对数据的描述Palmström8用了七组单轴抗压实验数据来构建RMi体系。第四组样本是1975年在瑞典

36、Långsele矿发现的拥有300000m3材料的大滑片。组成滑片的成分包括：云梦岩、英安岩-凝灰岩、灰色片岩、绿岩。考虑到此样本是由各向异性突出的岩石材料组成，就没有考虑用此样本来校正新经验法。第五组样本是由苏格兰的片岩构成，具有高强度的蛤异性和正常的片理面。因此，没有把它用来校正。试验采用的是直径为0.6m、高度为1.2m的圆柱体早三叠纪的砂岩样品，其含有粉质粘土夹层。经测试，与文献8中使用的类似，此样本的分层呈现各向异性，就像第六组样品一样不能在新经验法中用来校正。最后，在新经验法的校准中，估计了除样本4到6以外的四组（情况6到9）抗压强度数据。下面介绍在文献8中给出的这几种实

37、例的介绍。实例6（Panguna安山岩）， Jaeger53给出了Panguna安山岩测试数据。文献8在校准RMi系统时使用了这些数据。下面介绍的关于Panguna安山岩测试数据都来自于文献8，表格4中给出了新经验法校准所使用的参量。“很难制备尺寸为25×50mm并且不含弱面的圆柱体来进行完整岩石的三轴实验测试。要使用直径为150mm的三层取心筒钻孔设备小心的制取三轴实验测试所用的试样。Jaeger53制备了实验所需要的试样，并且进行了三轴实验测试。测量的完整岩石的抗剪强度无侧限抗压强度为269MPa.Jaeger从150mm岩芯（无侧限抗压强度大约为3.7MPa）的三轴实验测试（在

38、低局限应力下）中，发现了测试过程中的一个重要效应：相邻岩块的咬合作用。Hoek 和Brown从Panguna 安山岩体的实验研究成果中得到以下结论：这些可以作为求坚硬而富有节理岩体原地应力的一个合理模型”。实例7（ Stripa花岗岩），通过在实验室里对一个直径1m,高为2m的试样8进行实验研究，得到了花岗岩（来自瑞典Stripa矿）的数据。Thorpe et al54对Stripa矿岩体的性质进行了介绍：有两个节理组的性质相似，试样中有很多小的节理不是连续的54。表格4中给出了新经验法校准所使用的参量。 实例8（ Laisvall矿砂岩矿柱的原地测试）：在瑞典北部的Laisval矿，为了矿柱

39、达到设计理应的承载上部载荷的能力，对9个矿柱进行了测试。Söder 和Krauland给出了测试的过程，在测试中矿柱承受的应力逐步增大。最小化爆破带来的危害。表格4中给出了新经验法校准所使用的参量。 实例9（德国古生代的泥沙岩）：通对一个直径0.6m,高为2m的试样进行实验研究，得到了石灰纪灰色泥沙沿（来自德国的哈根）的数据。根据Palmström 和 Mutschler的个人交流可知，此试样没有很突出的裂隙，主要的短小裂隙方向杂乱。表格4中给出了新经验法校准所使用的参量。 图14 新经验法采用的流程图 图15 倾斜破坏截面图 （a）实例1 ：Beysehir；（b）实例2

40、: Goynuk；（c）实例3： Kisrakdere；（d）实例4： Eskihisar矸石堆;图16 在土耳其东北部 Cayeli 和 Kaptanpasa之间出现的安山岩体的一种倾斜破坏截面图4.3 情况分析 在新经验法中，主要用来估计（=）的参数为SR、SCR和A。除了外，在确定参数SR时要通过把岩体扰动等级考虑进去，同样在确定H-B破坏准则中的参数s和时也要把岩体扰动等级考虑进去。通过试验和图8对函数关系进行了校正，图11对和进行了校正。除了剪切破坏的实验数据以外，文献8中的四组数据也可以用来对图8中的函数关系和进行校正。表格5中概述了对倾斜破坏和四组数据的分析。在确定参数A时要参考

41、和的值。尽管经过对Kisrakdere的敞开的褐煤矿井中倾斜破坏进行分析其安全系数达到0.7（FOS=0.7），但其他情况达到了限制平衡条件（FOS=1）。和Kisrakdere的敞开的褐煤矿井中倾斜破坏综合条件类似：岩体由密实的地层、含节理的泥灰岩地层和软粘土地层按顺序排列构成，发现破坏斜面长达80m.从斜面表面的照片和钻凿的斜坡下面的数据获得了此岩体由密实的地层、含节理的泥灰岩地层和软粘土地层按顺序排列构成。由于受到倾斜破坏的大小和清晰度视野的限制，可能没有得到斜坡的准确岩层顺序特征。新经验法近似的估计出了四组数据。44表3 岩体斜坡断面特性分析参数 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5

42、间隔（m） =0.04 =0.37,=0.65 =0.75,=1.07 =0.71,=0.82 =0.35 =0.11 =0.13,=0.4 =1.26, =0.65不连续和 表面光滑-有 表面擦痕（0）； 表面光滑（1）； 表面光滑（1）； 上部分：轻微粗糙（3）；等级情况 擦痕（0-1）；高风 中等风化（3）； 轻微风化（5）； 轻微风化（5）； 中等风化（3）； 化（1） 软性侵蚀<5mm(2)； 软性侵蚀<5mm(2)； 软性侵蚀<5mm(2)； 软性侵蚀<5mm(2)； 软性侵蚀<5mm(2)；下部分：轻微-中等风化（4） 软性侵蚀<5mm(2)S

43、CR 4 5 8 8 上部分：8 下部分：9 75 13.3 12.5 4.96 8.6SR 4.2 34.5 35.6 51.8 42.2DC 0.7 0.7 0.93 1.0 0.93Mi 7 9.87 9.04 9.87 24() 23.6 18.5 21 16.1 24 (MPa) 5.2 4.8 40.0 4.15 上部分：62.7 下部分：90.8 （GPa）d 9.0 3.8 9.0 2.0 上部分：22 下部分：30实例1： Baskoyak重晶石矿井；实例2：Goynuk褐煤矿井；实例3：Kisrakdere褐煤矿井；实例4： Eskihisar不安定矸石；实例5：Cayel

44、iKaptanpasa 手车运输的露天矿；a 正确的间隔；b 光电分析法沿x、y、z轴向估计；c 基于Hoek et al准则的扰动影响因数；d基于和值在图12中估计其值表4 Palmström8在新经验法校正中为求数据而使用的参数Panguna安山岩的数据（C6）Stripa花岗岩的数据（C7）Palmström8给出的Hoek 拟定经验法背后解析中的释义 和Brown47使用的释义Palmström8给出的解释 拟定经验法背后解析中的释义 间隔（s）=<60mm(3组节理) 间隔（s）=<60mm(3组节理)岩块体积（Vb）=2-6cm3 岩块体积

45、（Vb）=2-6cm3 SR=10(根据3组节理、间隔 60mm从图6中得出组合1，节理间隔（s）=0.25-1.5m 组合1，节理间隔（s） 组合2，节理间隔（s）=0.15-0.5m =0.25-1.5m（平均0.88m)没有给出组合3节理间隔 组合2，节理间隔（s）=0.15-0.5m 岩块体积（Vb）=5-15dm3（平均0.3m）没有给出组合3节理间隔 (但是估计值为0.2m) 岩块体积（Vb）=5-15dm3 Jv-average=9.5裂隙/m3 SR=40(在图6中，根据 Jv-average 和Vb)粗糙度：Jr=3(基于Q系统，粗糙和 粗糙度：Rr=5(根据表2)； 不规则

46、波动) 侵蚀：Ja=2; 侵蚀Rf=2(根据表2，软 Palmström对Ja的评价是：性<2mm)；风化RW=5（根带有相当严重的侵蚀和张开的节理据表格2，轻微风化）要选Ja=3-4SCR=5+2+5=12粗糙度（包括组合1、2、3）：Jr=2粗糙度：Rr=5(根据表2)；（粗糙，根据RMi系统）； 侵蚀Rf=5根据表2，硬性侵蚀（包括组合1、2）：JA=3-4 侵蚀<2mm(4),新侵蚀（6）；（硬性侵蚀）；风化RW=3（根据表格2，侵蚀（组合3）：Ja=1中等风化）；SCR=5+5+3=13=269MPa D=0.1(几乎没有扰动)=60GPa从新经验法中估计=3.7MPa=3.64MPa=200MPa D=0.1(几乎没有扰动)=55GPa 从新经验法中估计 =7.55MPa =7.41MPa Laisvall矿山砂岩的数据（C8）德国Paleozoic泥沙岩的数据（C9）Palmström8给出的解释 拟定经验法背后解析中的释义Palmström8给出的解释 拟定经验法背后解析中的释义组合1