RMi巖體指標(biāo)評(píng)價(jià)法優(yōu)化及其應(yīng)用

申艷軍，徐光黎，朱可俊

（1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 研究生院，湖北 武漢，430074；2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 工程學(xué)院，湖北 武漢，430074；3. 中國(guó)水電顧問集團(tuán) 成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都，610072）

RMi巖體指標(biāo)評(píng)價(jià)法優(yōu)化及其應(yīng)用

申艷軍1，徐光黎2，朱可俊3

（1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 研究生院，湖北 武漢，430074；2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 工程學(xué)院，湖北 武漢，430074；3. 中國(guó)水電顧問集團(tuán) 成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都，610072）

為了克服傳統(tǒng)巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)方法（RMR法、Q法等）中評(píng)價(jià)參數(shù)難以確定、對(duì)質(zhì)量較差巖體評(píng)價(jià)結(jié)果精度不夠等缺陷，介紹RMi法中巖塊單軸抗壓強(qiáng)度σc與節(jié)理裂隙參數(shù)Jp的確定思路，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，并將其與Hoek-Brown失效準(zhǔn)則進(jìn)行有效結(jié)合。結(jié)合工程實(shí)例對(duì)得到的圍巖類別及巖體力學(xué)參數(shù)予以驗(yàn)證。研究結(jié)果表明：該方法參數(shù)確定簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，可精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)不同巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及力學(xué)參數(shù)的估算，其研究成果可為工程設(shè)計(jì)施工提供重要依據(jù)。

RMi法；參數(shù)優(yōu)化；圍巖分類；巖體力學(xué)參數(shù)估算；Hoek-Brown失效準(zhǔn)則

目前，越來越多的大跨度地下水電站、核廢料倉(cāng)庫(kù)及地下巷道等已經(jīng)或即將開工建設(shè)，出于安全性和經(jīng)濟(jì)性考慮，對(duì)其圍巖巖體質(zhì)量及力學(xué)參數(shù)的可靠評(píng)價(jià)就顯得尤為重要[1]。對(duì)巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)而言，RMR分類（Bieniawski）、Q系統(tǒng)圍巖分類（Barton）是最常用的2種評(píng)價(jià)方法[2?3]，但這2種方法各自存在一定的缺陷，比如分類指標(biāo)過于籠統(tǒng)、RQD值難以確定、適用范圍較窄等。常用的巖體力學(xué)參數(shù)的確定方法有原位測(cè)試法（承壓板法、鉆孔變形法、狹縫扁千斤頂法等）、聲波測(cè)試法、巖體質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)估算法等；此外，遺傳算法、模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等非線性科學(xué)與位移反分析法的結(jié)合也在巖體參數(shù)估算中得到廣泛應(yīng)用[4?9]。但原位測(cè)試方法耗時(shí)耗力，且因未考慮試槽（試驗(yàn)洞）因爆破開挖對(duì)巖體的擾動(dòng)因素，測(cè)試結(jié)果較實(shí)際值偏?。宦暡y(cè)試法由于技術(shù)條件限制，測(cè)試精度難以滿足大型地下工程需要，而非線性科學(xué)與位移反分析法相結(jié)合，由于必需的位移來自洞室開挖完成后的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，故其應(yīng)用性僅限制于檢驗(yàn)與擬合；巖體質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)估算法方便易學(xué)，但嚴(yán)重依賴RMR，Q和BQ數(shù)值的精確性，且人為判斷因素過多，其精確度有待進(jìn)一步提高。RMi（Rock mass index）法由Palmstrom[10]于1995年提出，其以巖體的結(jié)構(gòu)組合特征為出發(fā)點(diǎn)，將巖塊單軸抗壓強(qiáng)度σc與節(jié)理裂隙參數(shù)Jp相結(jié)合，與傳統(tǒng)巖體評(píng)價(jià)方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 評(píng)價(jià)參數(shù)值確定簡(jiǎn)單方便，更滿足工程實(shí)踐需要；（2） 可實(shí)現(xiàn)與Hoek-Brown失效準(zhǔn)則的結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行估算；（3） 應(yīng)用范圍較廣，其與NATM、TBM施工方法相結(jié)合，可實(shí)時(shí)為施工設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于RMi法的研究較少[7?11]。為更好地系統(tǒng)推廣介紹該方法，本文作者首先對(duì)RMi的基本原理、參數(shù)確定方法、評(píng)價(jià)體系流程予以簡(jiǎn)要說明，然后，著重介紹其在圍巖分類及巖體力學(xué)參數(shù)預(yù)估方面的應(yīng)用，并對(duì)具體參數(shù)的確定方法予以優(yōu)化探討，最后結(jié)合一工程實(shí)例對(duì)其實(shí)用性予以驗(yàn)證。

1 RMi法基本原理及參數(shù)取值

1.1 基本原理

RMi法即巖體分類指標(biāo)法，該方法以結(jié)構(gòu)面參數(shù)為折減參數(shù)，通過對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的折減，來評(píng)價(jià)巖體強(qiáng)度特性，其表達(dá)式為：

式中：I為RMi指標(biāo)；σc為巖塊單軸抗壓強(qiáng)度（MPa），由直徑50 mm的巖石試件在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得；Jp為結(jié)構(gòu)面參數(shù)，反映結(jié)構(gòu)面對(duì)巖塊強(qiáng)度的弱化效應(yīng)，Jp由結(jié)構(gòu)面切割而成的塊體體積Vb和結(jié)構(gòu)面特性參數(shù)Jc表示。

Palmstrom[9]推導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)公式為：

式中：Jp取值為0～1，完整巖塊取1，松散巖體取0；塊體體積Vb可由節(jié)理密度數(shù)來求得；Jc由結(jié)構(gòu)面粗糙系數(shù)Jr、結(jié)構(gòu)面蝕變系數(shù)Ja及結(jié)構(gòu)面連續(xù)性系數(shù)Jl來表示：

表1 D與Jc對(duì)應(yīng)取值表Table 1 Correlation results between D and Jc

RMi的基本原理與組織思路[9]如圖1所示。

圖1 RMi法基本原理框架圖Fig.1 Diagram of RMi principle

1.2 參數(shù)取值

RMi法中需要確定基本參數(shù)有巖塊單軸抗壓強(qiáng)度σc、巖塊體積Vb、結(jié)構(gòu)面粗糙系數(shù)Jr、結(jié)構(gòu)面蝕變系數(shù)Ja及節(jié)理連續(xù)性系數(shù)Jl共5個(gè)。Palmstrom[10,12]討論了以上參數(shù)的取值思路及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。本文綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，對(duì)其部分取值方法予以優(yōu)化、修正，以期更吻合工程實(shí)踐需要。

1.2.1 巖塊強(qiáng)度σc

考慮尺寸效應(yīng)對(duì)巖塊單軸抗壓強(qiáng)度σc的影響，綜合Hoek等[13?15,10]的研究，推薦任意體積巖塊抗壓強(qiáng)度f cσ與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)巖塊單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下：

式中：σ50c為直徑50 mm標(biāo)準(zhǔn)巖塊單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）；Db為巖塊直徑（mm）。

1.2.2 巖塊體積Vb

巖體受節(jié)理切割形成大小不一的塊體，考慮節(jié)理空間分布、產(chǎn)狀、間距的不確定因素，巖塊體積難以確定，綜合Sen等[16?17,10,1]的研究，假定巖體受3條節(jié)理切割（如圖2所示）[1]，則巖塊體積Vb表達(dá)式可寫為：式中：si和γi分別為節(jié)理間距（m）和夾角（°）；i=1, 2, 3。

圖2 巖體受3組節(jié)理切割示意圖Fig.2 Sketch map of rock mass delimited by three joint sets

另考慮節(jié)理分布隨機(jī)性、連貫性等因素對(duì)地下工程、邊坡工程開挖穩(wěn)定性的影響，引入節(jié)理連貫性因子pi：

式中：li和L分別表示任意一節(jié)理延伸長(zhǎng)度（m）及工程需要指定節(jié)理臨界長(zhǎng)度，其值取決于開挖斷面尺寸（m）。

基于以上分析，巖塊體積Vb表達(dá)式可修正為：

Palmstrom等[10,18?20]提出一個(gè)更為實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)公式，采用體積節(jié)理數(shù)（JV）對(duì)巖塊體積Vb進(jìn)行表示：

式中：β為巖塊形態(tài)因子。

體積節(jié)理數(shù)JV采用單位體積上3條相互垂直方向測(cè)線上節(jié)理數(shù)Ni及節(jié)理沿該測(cè)線方向的延伸長(zhǎng)度Li進(jìn)行表示，考慮隨機(jī)節(jié)理的存在，對(duì)隨機(jī)節(jié)理間距經(jīng)驗(yàn)取值Lr=5 m，故體積節(jié)理數(shù)JV可表示為：

巖塊形態(tài)因子β用3條測(cè)線上不同的節(jié)理間距比（α2=L2/L1，α3=L3/L1）來表示，其反映的是巖塊整體形態(tài)特征：為方便取值，Palmstrom[10]建立節(jié)理間距比（2α和3α）與巖塊形態(tài)因子β對(duì)應(yīng)關(guān)系（如圖3所示），推薦采用查圖取得β。

圖3 巖塊形態(tài)因子β與節(jié)理間距比（2α和3α）關(guān)系圖[10]Fig.3 Relationship between block shape factor β and spacing ratio between joint sets （2α and 3α）[10]

1.2.3 結(jié)構(gòu)面特性參數(shù)Jc

結(jié)構(gòu)面特性參數(shù)Jc由結(jié)構(gòu)面粗糙系數(shù)Jr、結(jié)構(gòu)面蝕變系數(shù)Ja及結(jié)構(gòu)面連續(xù)性系數(shù)Jl組成，本文采用Palmstrom[21]最新研究思路分別予以討論。

結(jié)構(gòu)面粗糙系數(shù)JR為結(jié)構(gòu)面微觀光滑性（Js）與宏觀波動(dòng)性（Jw）乘積，其評(píng)分如表2和表3所示。

表2 結(jié)構(gòu)面微觀光滑性Js評(píng)分[21]Table 2 Characterization and rating of joint small-smoothness factor Js

注：對(duì)充填結(jié)構(gòu)面，Js=1.00。

表3 結(jié)構(gòu)面宏觀波動(dòng)性Jw評(píng)分[21]Table 3 Characterization and rating of joint large-waviness factor Jw

結(jié)構(gòu)面蝕變系數(shù)Ja按照結(jié)構(gòu)面充填物材料及接觸關(guān)系進(jìn)行分別評(píng)分，其評(píng)分方法如表4所示。

表4 結(jié)構(gòu)面蝕變系數(shù)Ja評(píng)分[21]Table 4 Characterization and rating of joint alteration factor Ja

結(jié)構(gòu)面連續(xù)性系數(shù)Jl以結(jié)構(gòu)面延伸長(zhǎng)度為基礎(chǔ)指標(biāo)進(jìn)行分類評(píng)分，其評(píng)分方法如表5所示。

表5 結(jié)構(gòu)面連續(xù)性系數(shù)Jl評(píng)分[21]Table 5 Characterization and rating of joint continuity factor Jl

1.2.4 結(jié)構(gòu)面參數(shù)Jp

將巖塊體積Vb、結(jié)構(gòu)面特性參數(shù)Jc代入式（2）可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)面參數(shù)Jp解析求解。但考慮工程實(shí)踐需要，Palmstrom[10]建議采用查圖法快速確定結(jié)構(gòu)面參數(shù)Jp，在獲得巖塊或結(jié)構(gòu)面相關(guān)參數(shù)后，利用Jp與Vb，JV，RQD（Rockmass quality degree）和Jc關(guān)系圖（圖4）[10]可快速確定Jp。

1.3 評(píng)價(jià)體系

基于以上基本原理、參數(shù)取值的介紹，針對(duì)不同的工程對(duì)應(yīng)的巖體特征，借助式（1）～（11）及表（1）～（5）等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)RMi值的求解，進(jìn)而應(yīng)用于不同工程實(shí)踐中。

2 RMi法的工程應(yīng)用

2.1 工程概述

我國(guó)西南某大型水電站（在建）壩址處控制流域面積達(dá)6.27萬km2，年均流量為1 000 m3/s，初擬正常蓄水位為1 130 m，電站裝機(jī)容量為2.6 GW。該電站采用全地下廠房方案，主廠房、主變室和尾水調(diào)壓室三大地下洞室與進(jìn)水壓力管道及尾水洞緊密布置，構(gòu)成龐大而復(fù)雜的地下洞室群。洞室圍巖主要為灰白色、微紅色中粒黑云二長(zhǎng)花崗巖（γ24-1）及局部穿插的輝綠巖脈條帶，構(gòu)成復(fù)雜的巖體介質(zhì)結(jié)構(gòu)。

在地下洞室工程施工時(shí)，施工區(qū)域的圍巖質(zhì)量級(jí)別及巖體力學(xué)參數(shù)正確判定，對(duì)整個(gè)施工及后期支護(hù)設(shè)計(jì)具有重要實(shí)際意義。基于此，本文針對(duì)該水電站地下洞室主廠房Ⅰ層部分段（廠橫樁號(hào)：0+38～0+166 m段）巖體特征，將RMi法進(jìn)行初步工程應(yīng)用。

圖4 結(jié)構(gòu)面參數(shù)Jp與Vb，JV，RQD和Jc關(guān)系圖Fig.4 Relationship between Jp, Vb, JV, RQD and Jc

2.2 RMi法在洞室圍巖分類中的應(yīng)用

Palmstrom[10]于1995年提出RMi圍巖分類體系，其基本思路是：首先確定RMi值；然后引入RMi圍巖分類體系予以評(píng)級(jí)，進(jìn)而提供施工、支護(hù)設(shè)計(jì)建議；2008年P(guān)almstrom[21]對(duì)RMi法的圍巖分類體系進(jìn)行了優(yōu)化，充分考慮了地下水、地應(yīng)力場(chǎng)、軟弱夾層等對(duì)圍巖質(zhì)量的影響，同時(shí)將其評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)予以進(jìn)一步細(xì)化，使之評(píng)價(jià)結(jié)果更吻合工程實(shí)際。

本文在應(yīng)用RMi法進(jìn)行圍巖分級(jí)時(shí)，為體現(xiàn)其結(jié)果的合理性與優(yōu)越性，引入傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法RMR和Q法予以對(duì)比分析。

2.2.1 RMi法圍巖分類標(biāo)準(zhǔn)（2008年版）

2008年版的RMi法圍巖分類標(biāo)準(zhǔn)由于考慮地下水、地應(yīng)力場(chǎng)、軟弱夾層等對(duì)巖體質(zhì)量的影響，較1995年版精確度更高，其詳細(xì)分類如表6所示。

表6 RMi法圍巖分類標(biāo)準(zhǔn)（2008年版）Table 6 Classification standard of RMi （2008）

2.2.2 計(jì)算結(jié)果及分析

根據(jù)該電站主廠房Ⅰ層部分段（廠橫樁號(hào)：0+38～0+166 m）施工地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)勘察，區(qū)內(nèi)發(fā)育有5組大的節(jié)理裂隙、2條大型輝綠巖脈（β80，β81）、2條斷層及多條隨機(jī)節(jié)理裂隙。參考多種分段因素，可將該洞段分為6段，采用Palmstrom 2009年5月編制的計(jì)算程序RMR-Q-RMi Rockmass classification systems[21]求得RMR，Q及RMi法的計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

從圖5可見：RMi法計(jì)算結(jié)果與RMR、Q法具有較好的相關(guān)性，圍巖質(zhì)量評(píng)價(jià)區(qū)間吻合度較好，說明RMi法在圍巖分類中的應(yīng)用具有一定合理性，可基本滿足工程要求；同時(shí)，RMi法的結(jié)果比RMR和Q法計(jì)算結(jié)果離散性小，對(duì)于巖體質(zhì)量較好的Ⅲ段，RMR和Q法計(jì)算結(jié)果均為“良”，對(duì)應(yīng)圍巖類別Ⅱ類，而RMi法計(jì)算結(jié)果屬“中”，對(duì)應(yīng)圍巖類別Ⅲ1類，即計(jì)算結(jié)果偏低。這是由于與RMR法相比，RMi法考慮了地應(yīng)力場(chǎng)、巖體體積特征、節(jié)理間距及接觸關(guān)系對(duì)巖體質(zhì)量的降低效應(yīng)；與Q法相比，RMi法考慮了巖塊強(qiáng)度、巖體體積特征、節(jié)理空間分布及連續(xù)性對(duì)巖體質(zhì)量的降低效應(yīng)；相應(yīng)地，對(duì)于巖體質(zhì)量較差的Ⅴ段，RMR、Q法計(jì)算結(jié)果為“極差”，對(duì)應(yīng)圍巖類別分別為Ⅴ1和Ⅴ2類，而RMi法計(jì)算結(jié)果屬“很差”， 對(duì)應(yīng)圍巖類別Ⅴ1類，與RMR段吻合度很高，這是由于該段為輝綠巖脈發(fā)育段，輝綠巖巖塊強(qiáng)度σc達(dá)120 MPa，屬較高強(qiáng)度巖石，此外，該段的節(jié)理空間分布對(duì)巖體穩(wěn)定性相對(duì)有利，而RMi與RMR法均考慮了巖塊強(qiáng)度、節(jié)理空間分布對(duì)巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)類別的影響，故評(píng)價(jià)結(jié)果更吻合實(shí)際情況。

綜合以上分析，RMi圍巖分類體系綜合圍巖各種地質(zhì)、力學(xué)因素、人為因素對(duì)其穩(wěn)定性、安全性的影響，其評(píng)價(jià)范圍更加廣泛，評(píng)價(jià)結(jié)果也更吻合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于國(guó)內(nèi)圍巖分類方法的研究及應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

2.3 RMi法在洞室?guī)r體力學(xué)參數(shù)預(yù)估中的應(yīng)用

在巖體力學(xué)參數(shù)的研究及確定是巖土工程穩(wěn)定性研究中的關(guān)鍵問題之一，巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、工程支護(hù)建議、數(shù)值模擬評(píng)價(jià)均需對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行選取，參數(shù)選擇對(duì)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性有重要影響，現(xiàn)較常用的辦法是將圍巖分類體系與力學(xué)參數(shù)結(jié)合討論，通過定量的圍巖分類系統(tǒng)，一方面可減少對(duì)工程經(jīng)驗(yàn)的依賴性，另一方面可避免室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)巖體力學(xué)參數(shù)結(jié)果的不對(duì)應(yīng)性。

2.3.1 RMi與Hoek-Brown準(zhǔn)則相關(guān)性

Hoek-Brown失效準(zhǔn)則幾經(jīng)修正，最早的狹義版Hoek-Brown失效準(zhǔn)則由Hoek和Brown等[13,22]針對(duì)硬巖力學(xué)參數(shù)的確定而提出，其應(yīng)用范圍有限，且過高估計(jì)巖體抗拉強(qiáng)度；隨后Hoek和Wood[23]對(duì)其進(jìn)行了修正，引入了新參數(shù)a，使得計(jì)算結(jié)果更吻合實(shí)際值；Hoek等[24]推出了廣義版Hoek-Brown失效準(zhǔn)則，其表達(dá)式如下：

式中：1σ和3σ分別為巖體破壞時(shí)的最大和最小有效主應(yīng)力；σci為巖塊的單軸抗壓強(qiáng)度；mb，s，a為準(zhǔn)則常數(shù)，其采用GSI（Geological strength index）值（用G表示）來表示如下：

圖5 主廠房Ⅰ層廠橫0+38～0+166 m段RMR，Q，RMi法圍巖質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)比Fig.5 Rockmass quality evaluation results of RMR, Q, RMi in section Ⅰ（0+38?0+166 m） of powerhouse

RMi法巖體力學(xué)參數(shù)預(yù)估的應(yīng)用通過對(duì)Hoek-Brown失效準(zhǔn)則中參數(shù)mb，s，a的修正實(shí)現(xiàn)[25]。

根據(jù)Hoek[24]和Russo[11]的研究，RMi法與GSI法具有較好的相似性，他們均將結(jié)構(gòu)面參數(shù)為折減參數(shù)，通過對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的折減來評(píng)價(jià)巖體強(qiáng)度特性，進(jìn)而可得出G與RMi法中Jp的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下：

其相關(guān)性曲線如圖6[11]所示，可利用該圖實(shí)現(xiàn)Jp與G之間的一一對(duì)應(yīng)。

圖6 Jp與G的相關(guān)性曲線圖[11]Fig.6 Correlation between Jp and G

2.3.2 RMi對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)估算方法

已知在式（12）中，令σ3=0，可得巖體單軸抗壓強(qiáng)度：

對(duì)于破碎巖體，巖體單軸抗壓強(qiáng)度等于雙軸抗拉強(qiáng)度，令σ1=σ3=σt，可得巖體抗拉強(qiáng)度：

對(duì)于巖體變形模量的估算，根據(jù)Palmstrom等[25]的研究，當(dāng)1＜I＜30時(shí)，變形模量Em與I的關(guān)系式為：

當(dāng)I≤1或I≥30時(shí)，在不考慮爆破擾動(dòng)情況下，據(jù)Hoek等[26]總結(jié)經(jīng)驗(yàn)式：

根據(jù)式（14）及圖（6）可得到Jp與G的對(duì)應(yīng)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體變形模量的估算。

對(duì)于巖體的黏聚力c和內(nèi)摩擦角φ，利用Hoek-Brown準(zhǔn)則與Mohr-Coulomb準(zhǔn)則內(nèi)在關(guān)系推導(dǎo)得到：

將式（15）和（16）計(jì)算結(jié)果代入式（19）和（20）即可得解。

2.3.3 RMi對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)預(yù)估結(jié)果及分析

根據(jù)圖5結(jié)果，利用計(jì)算程序可得到該施工地段6段的結(jié)構(gòu)面參數(shù)Jp分別為：0.037 3，0.007 5，0.085 2，0.043，0.001 6和0.030 5。其對(duì)應(yīng)的G值為：42.44，20.02，56.09，44.45，5.90和38.99（如圖6所示）。

將計(jì)算結(jié)果代入式（13）得到mb，s，a，進(jìn)而代入式（15）～（19）可得到巖體相關(guān)力學(xué)參數(shù)，詳細(xì)結(jié)果如表7所示。

表7 圍巖力學(xué)參數(shù)預(yù)估結(jié)果Table 7 Estimation results of mechanical parameters of rockmass

由表7可以看出：將RMi法與Hoek-Brown失效準(zhǔn)則有機(jī)結(jié)合，可以方便快捷地實(shí)現(xiàn)洞室圍巖巖體力學(xué)參數(shù)的預(yù)估，而且由于RMi法綜合考慮多種因素對(duì)巖體質(zhì)量的影響，其計(jì)算結(jié)果可信度較高，具有較大的參考價(jià)值。

3 結(jié)論

（1） RMi法以巖體的結(jié)構(gòu)組合特征為出發(fā)點(diǎn)，將巖塊單軸抗壓強(qiáng)度σc與節(jié)理裂隙參數(shù)Jp結(jié)合來討論巖體特征，其研究思路更符合巖體自身特征，對(duì)巖體的評(píng)價(jià)結(jié)果必將更加準(zhǔn)確，是一種經(jīng)濟(jì)、方便、高效的評(píng)價(jià)方法。

（2） 對(duì)RMi法所涉及的基本參數(shù)巖塊單軸抗壓強(qiáng)度σc、巖塊體積Vb和結(jié)構(gòu)面特性參數(shù)Jc進(jìn)行局部?jī)?yōu)化后，其準(zhǔn)確性更能滿足工程實(shí)踐需要。

（3） 應(yīng)用2008年版的RMi法對(duì)工程實(shí)例予以驗(yàn)證，與傳統(tǒng)巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)方法RMR和Q法相比，該方法綜合考慮了地下水、地應(yīng)力場(chǎng)、軟弱夾層對(duì)圍巖質(zhì)量的影響，其巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果更能吻合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)果。

（4） 將RMi法與Hoek-Brown失效準(zhǔn)則進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過對(duì)準(zhǔn)則參數(shù)mb，s和a的修正來實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)的預(yù)估，同樣由于考慮了因素的多元化，預(yù)估的巖體力學(xué)參數(shù)精確度較高，具有重要參考價(jià)值。

致謝：

本文在寫作過程中，RMi法創(chuàng)建者Palmstrom博士無償提供了計(jì)算程序RMR-Q-RMi Rockmass classification systems及前期研究成果資料，在此表示感謝！

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（編輯 趙?。?/p>

Optimization of RMi rockmass quality evaluation method and its application

SHEN Yan-jun1, XU Guang-li2, ZHU Ke-jun3

（1. Graduate School, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;
2. Faculty of Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;
3. Chengdu Hydroelectric Investigation and Design Institute, China Hydropower Consulting Group, Chengdu 610072, China）

In order to coincide the actual performance and effectively reduce the uncertainty of rock mass parameters and the inaccurate evaluation of weakness rock mass quality by these traditional cavern rock quality evaluation methods （RMR, Q）, the uniaxial compressive strength of intact rockσcand jointing parameterJpin RMi （Rock mass index） method were introduced and optimized, and the RMi method was combined with the Hoek-Brown Failure Criterion. Then in order to test its rationality, the RMi was used to a hydropower project of the southwest in China. The results show that the evaluation parameters of this method are easily acquired by the simple indoor test and the field survey, and its engineering application is also more wider than these traditional rock quality evaluation methods. So the research achievements of the RMi can provide the sufficient basis to the design and construction of the engineering.

RMi method; parameter optimization; rock classification; estimation of mechanical parameters of rock mass; Hoek-Brown failure criterion

TU319

A

1672?7207（2011）05?1375?09

2010?03?05；

2010?06?29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41072218）

申艷軍（1984?），男，河南安陽人，博士研究生，從事地下工程巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究；電話：13886085478；E-mail： shenyanjun993@sina.com