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【摘 要】 岩体物理力学试验与参数选择是工程地质从定性判断到定量分析的基础，是提供设计的依据，也是工程地质勘察的核心之一。以西南某巨型水电站为例，介绍岩体物理力学试验的方法及岩体物理力学指标选取原则，提供给工程地质人员作为参考。
【关键词】 岩体分类;变形试验;抗剪试验;物理力学参数取值
西南某巨型水电站水库正常蓄水位高程为825m，水库总库容206.27亿m3，电站枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等主要建筑物组成。坝型为混凝土双曲拱坝，坝顶高程834m，最大坝高289m。
1、地质概况
坝区属中山峡谷地貌，地势北高南低，向东侧倾斜。河谷呈左岸低、右岸高的不对称“V”字型。
坝区主要出露二叠系上统峨眉山组玄武岩，岩性包括隐晶质玄武岩、角砾熔巖、杏仁状玄武岩、柱状节理玄武岩等，厚度1500m，坝基利用厚度100m的柱状节理玄武岩。
坝址区为倾向南东的单斜构造，岩层产状N35°～55°E，SE∠15°～18°，缓倾上游偏右岸。主要断层间距400m，次一级断层间距100～200m。发育层间错动带11条，层内错动带近100条。
岩体的风化、卸荷深度受构造因素的控制较明显，左岸深于右岸。左岸弱风化下限深达100m，右岸弱风化下限深约60m。左岸强卸荷深约50m，右岸强卸荷深约20m。
2、岩体工程地质分类简介
2.1结构面分类。工程区无区域性结构面分布，规模最大的结构面长度小于2000m，宽度小于3m，因此均为Ⅱ～Ⅴ级结构面。坝区断层、缓倾角错动带发育，不同结构面性状不同，同一结构面不同部位性状也不同。根据结构面充填物软硬程度，分为硬性结构面和软弱结构面。硬性结构面分为胶结型、无充填型2类。软弱结构面根据粘粒含量分为岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型3类，其中根据结构面两侧岩体的风化、卸荷程度，又将岩块岩屑型、岩屑夹泥型各分为两个亚类。
2.2坝基岩体工程地质分类标准
（1）岩体分类标准制定原则。坝区地质条件复杂，制定坝基岩体工程地质分类标准遵循以下原则：
①以水电勘察规范中的标准为基础，岩体仍按五类划分，再划分亚类。
②将规模大、性状差、起控制作用的断层和错动带作为独立的地质单元划分岩体类别，其余断层、错动带及裂隙按统计规律考虑。
③分类指标应定性与定量相结合。
（2）岩体分类指标选取。坝基岩体分类指标选取主要考虑对岩体质量影响较大的因素。定性指标取岩性、岩体风化、岩体卸荷、岩体结构、错动带发育程度、地下水，定量指标取声波波速、地震波波速、岩体块度或RQD值、层内错动带间距、透水率。
（3）坝基玄武岩工程地质分类标准。根据以上选取的分类指标，结合现场岩体力学试验成果，制定坝基玄武岩岩体工程地质分类标准。坝基岩体共分为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ共四类七个亚类。
3、岩石物理力学性质试验研究及参数选取
（1）取样及测试。主要采用钻孔岩芯样，手工方块样送试验室进行室内测试。
（2）参数选择。岩石物理性指标采用平均值作为标准值及地质建议值;力学性指标经对比采用室内试验平均值作为标准值，置信度95%作为地质建议值。
4、岩体变形试验研究及参数选取
4.1岩体变形试验
现场以刚性承压板法为主，试验及取值如下。
（1）试验方法。试验采用Φ50.5cm圆形刚性承压板，承压板面积2000cm2，厚度6cm，1台300T千斤顶施加荷载，分5级采用逐级一次循环法加压，采用对称布置在承压板上的4只千分表测量岩体变形。荷载方向主要为水平向和铅直方向，部分为平行柱体方向和垂直柱体方向。
在试点周边均匀布置4个声波孔，孔径42mm，孔深2m，采用声波仪配1发双收柱状换能器进行单孔声波测试，测点间距10cm，计算4孔声波波速平均值作为试验点岩体声波速度。
（2）试验点选择。试验点周边2m的范围内无断层及层间、层内错动带等结构面分布;试验点以下2m的深度（厚度）范围无软弱岩（夹）层分布;随机裂隙可包含在试件中部，试件平整光滑;铲除因开挖爆破产生的松弛岩体。
（3）变形曲线类型及变形参数取值
试验压力P与变形W关系曲线可分为直线、曲线上凹、曲线上凸、折线上凹、折线上凸等5个类型，分别记为A、B、C、D、E型。
对于A型采用直线段计算，其变形模量接近常数;对D、E型曲线，变形模量取较大试验荷载作用下的直线段计算，以避免浅部松动岩体或初始结构强度的影响;B、C型采用荷载范围的割线模量。
根据《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006），岩体变形参数应采用概率分布的0.5分位值作为标准值。
4.2岩体变形参数选取
（1）岩体变形参数影响因素分析。岩体变形参数影响因素主要包括岩体质量、岩体卸荷松弛、试验方法、岩体变形时间效应以及岩体变形尺寸效应。
岩体质量是影响岩体变形性能的基本因素，岩体质量越好，变形模量越高。由于开挖卸荷的影响，试验点表层岩体一般都存在松弛层，即使试点制备时将爆破松动层予以清除，由卸荷引起的松弛层也是难以清除的。因此，采用的岩体变形试验方法包括承压板法变形模量试验值是偏低的。
（2）经验方法估算岩体变形模量
①基于国标勘察规范坝基岩体分类的变形模量;②基于国标工程岩体分级的变形模量;③基于RMR值估算变形模量
依据不同洞段处岩体的RMR值，根据下式估算岩体变形模量Em：
当RMR>55时，
当RMR≤55， （3）试验成果综合分析及参数取值
按以下原则进行变形参数取值：
①以承压板法变形试验值的平均值为标准值，钻孔弹模试验值以及基于坝基岩体分类、工程岩体分级、RMR值估算的岩体变形模量作为参考。
②相同质量类别的隐晶质玄武岩、杏仁状玄武岩、角砾熔岩的变形模量差别不明显，按非柱状节理玄武岩统一取值。故坝区玄武岩按柱状节理玄武岩、非柱状节理玄武岩分别取值。
③基于变形试验成果所表明的岩体变形各向异性特征，Ⅱ1类非柱状节理玄武岩、Ⅳ1类非柱状节理玄武岩取值不考虑方向性，其余各类岩体按水平、铅直方向分别取值。
④因大的断层带和层内错动带作为单独地质单元赋予参数，小的层内错动带不单独取值，其影响由相关岩体变形参数反映，而变形试验成果反映了裂隙的影响，未反映小的层内错动带的影响，故须对标准值作适当折减。同时，试验点地质代表性、岩体变形时间效应、岩体结构尺寸效应等也是折减所考虑的因素。
⑤考虑铅直向变形试验成果受卸荷松弛影响比水平向严重、水平向试验点一般避开了缓倾角裂隙，水平向变形参数较铅直向作更多折减。
5、结构面强度试验研究及参数选取
5.1结构面抗剪试验
（1）试验方法及仪器设备。结构面常规剪切试验采用双千斤顶法。试验的法向应力对试验结果起着关键作用，至今为止，结构面法向应力大小尚无统一的标准，一般地说，最大法向应力以不挤出结构面充填物质为宜。
（2）成果统计分析。结构面按比例极限强度、屈服强度、峰值强度、残余强度分别进行了统计。其中峰值强度及屈服强度按平均值、小值平均值、优定斜率法统计，优定斜率法图见图1、图2。
图1岩屑夹泥B型结构面抗剪（断）强度关系图（峰值强度）
图2岩屑夹泥B型结构面抗剪（断）强度关系图（屈服强度）
（3）抗剪强度参数标准值确定。《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）中规定，对软弱结构面当试件呈塑性破坏时，应采用屈服强度或流变强度作为抗剪断强度标准值。对硬性结构面，当结构面试件的凸起部分被啃断或胶结充填物被剪断时，应采用峰值强度的小值平均值作为抗剪断强度标准值，试件呈摩擦破坏时应采用比例极限强度作为抗剪断强度标准值。
《混凝土拱坝设计规范》（DL/T5346-2006）中规定，材料的抗剪断强度参数采用峰值强度的平均值。
5.2结构面强度参数选取
（1）结构面强度参数影响因素分析
结构面起伏与粗糙程度、充填物性状、充填物厚度、时间效应、地下水等是影响结构面强度的主要因素。
①结构面起伏与粗糙程度。粗糙度系数与粘聚力值、摩擦系数值呈线性增长关系。
②结构面充填物性状。碎屑含量最高，峰值强度也相应为最大，峰值后有明显的应力降。这说明充填物颗粒成分对结构面的剪切变形机理及抗剪强度都有明显影响，粘粒含量与摩擦系数值成负指数关系。
③充填物厚度对结构面强度参数的影响。充填物较薄时，随着厚度的增加，摩擦系数迅速降低，当充填物厚度达到一定值后，摩擦系数和粘聚力值都趋于某一稳定值，当结构面充填厚度大于2mm时，可用充填物的强度代替结构面的抗剪强度。
④结构面强度的时间效应。软弱结构面具有时间效应，在外荷载不变的条件下，随着时间的增长，其变形会不断增加。
（2）经验方法估算结构面强度参数
①《水力发电工程地质勘察规范》关于结构面强度参数经验取值
②《工程岩体分级标准》关于结构面强度参数经验取值
③基于其他方法（JCS-JRC模型）估算
结构面强度参数估算发展了几种方法，其中包括Patton公式法、Ladanyi和Archambault抗剪强度公式法、JRC-JCS模型法以及Grasselli三维结构面抗剪强度公式法，其中Barton的JRC-JCS模型法最为实用，应用范围也较广。
Barton（1977）在大量天然结构面的直剪试验的基础上，提出了JRC-JCS模型：
（3）
式中：JRC为结构面粗糙度系数，JCS为结构面壁面抗压强度，jb为基本摩擦角。
（3）试验成果综合分析及参数选取
不同的结构面或同一结构面的不同部位，遭受各种地质作用破坏的程度不同，致使其结构、物质组成和工程地质性状差异较大，虽进行部分现场试验，但对于这种差异性，单纯靠这些点的试验成果是难以覆盖的。因此结构面的抗剪强度指标的取值，应该在试验的基础上，结合具体的工程地质特征，并参照相关工程经验确定。
结构面强度參数选取执行《水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）》的规定。各类型结构面取值如下：
①硬性结构面。胶结型结构面强度取值取峰值强度，抗剪断强度参数和抗剪强度参数的地质建议值均以峰值强度小值平均值作为上限值，以峰值强度小值平均值适当折减作为下限值;无充填型结构面抗剪断强度参数和抗剪强度参数地质建议值均以比例极限强度平均值作为上限值，下限值为该取值做适当折减，并参考优定斜率法取值。
②软弱结构面。抗剪断强度参数和抗剪强度参数地质建议值以屈服强度平均值（标准值）作为上限值，适当折减作为下限。
③根据《混凝土拱坝设计规范（DL/T5346-2006）》，抗剪断强度参数，应按材料的峰值强度平均值采用。因此，对结构面的抗剪断参数，峰值强度平均值作为上限，下限值与按勘察规范建议值相同，提出建议值。
6、岩体及结构面物理力学参数成果汇总
现场抗剪试验是在不考虑结构面的起伏形态的前提下完成的，根据《水力发电工程地质规范（GB50287-2006）》，以屈服强度、峰值强度或比例极限作为标准值，以标准值为上限，标准值适当折减作为下限值，提出地质建议值。各类结构面的力学参数地质建议值见表1。 7、结论
（1）坝基岩体工程地质分类
根据坝区岩性及岩体结构特征，建立了坝基岩体工程地质分类标准，将坝区玄武岩岩体分为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ共四类七个亚类。
（2）坝区结构面工程地质分类
坝区无区域性的断裂构造分布，坝区结构面主要为Ⅱ～Ⅴ级结构面。
按结构面的物质组成及性状，划分为胶结型、无充填型、岩块岩屑型、岩屑夹泥型及泥夹岩屑型等，根据结构面两侧岩体的风化卸荷程度，又将岩块岩屑型、岩屑夹泥型各分为两个亚类。
（3）各类岩石的物理性质指标以平均值为基础提出地质建议值。
（4）岩体变形试验采用刚性承压板法变形试验、特制刚性承压板法变形试验、柔性枕中心孔法变形试验、钻孔弹模法变形试验、岩体压缩蠕变试验等方法。
岩体变形参数主要以刚性承压板法现场试验成果的平均值为标准值，地质建议值在标准值的基础上折减。
（5）结构面强度参数以现场直剪试验为基础，强度分别选择比例极限、峰值强度及屈服强度;取值方法有算术平均值、小值平均值、最小二乘法、优定斜率法下限值等，地质建议值以小值平均值作为标准值，根据结构面特征的现场精细描述分段、分区提出;软弱结构面的峰值强度指标仅限用于拱坝及抗力体。
表1 各类结构面力学参数地质建议值
分类 结构面类型 抗剪参数
抗剪断峰值强度 抗剪断参数 抗剪参数
f′ C′（MPa） f′ C′（MPa） f C（MPa）
硬
性
结
构
面 胶结型 胶结好 0.75～1.09 0.25～0.62 0.75～0.94 0.25～0.30 0.70～0.79 0
胶结一般 0.60～0.75 0.15～0.25 0.60～0.75 0.15～0.25 0.55～0.70 0
胶结差 0.50～0.60 0.10～0.15 0.50～0.60 0.10～0.15 0.45～0.55 0
无充填型 起伏粗糙 0.65～0.75 0.10～0.15 0.52～0.70 0.05～0.06 0.51～0.55 0
平直粗糙 0.55～0.65 0.05～0.10 0.46～0.52 0.05～0.06 0.45～0.51 0
平直光滑 0.25～0.55 0.02～0.05 0.25～0.46 0.05～0.06 0.20～0.40 0
软
弱
结
构
面 岩块岩屑 A 0.45～0.58 0.10～0.22 0.45～0.50 0.10～0.17 0.43～0.48 0
岩块岩屑 B 0.39～0.51 0.09～0.16 0.39～0.43 0.09～0.10 0.36～0.40 0
岩屑夹泥 A 0.33～0.45 0.04～0.06 0.33～0.37 0.04～0.05 0.31～0.35 0
岩屑夹泥 B 0.32～0.41 0.03～0.05 0.32～0.36 0.03～0.04 0.27～0.31 0
泥夾岩屑 0.22～0.26 0.01～0.04 0.22～0.25 0.01～0.02 0.21～0.23 0
【关键词】 岩体分类;变形试验;抗剪试验;物理力学参数取值
西南某巨型水电站水库正常蓄水位高程为825m，水库总库容206.27亿m3，电站枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等主要建筑物组成。坝型为混凝土双曲拱坝，坝顶高程834m，最大坝高289m。
1、地质概况
坝区属中山峡谷地貌，地势北高南低，向东侧倾斜。河谷呈左岸低、右岸高的不对称“V”字型。
坝区主要出露二叠系上统峨眉山组玄武岩，岩性包括隐晶质玄武岩、角砾熔巖、杏仁状玄武岩、柱状节理玄武岩等，厚度1500m，坝基利用厚度100m的柱状节理玄武岩。
坝址区为倾向南东的单斜构造，岩层产状N35°～55°E，SE∠15°～18°，缓倾上游偏右岸。主要断层间距400m，次一级断层间距100～200m。发育层间错动带11条，层内错动带近100条。
岩体的风化、卸荷深度受构造因素的控制较明显，左岸深于右岸。左岸弱风化下限深达100m，右岸弱风化下限深约60m。左岸强卸荷深约50m，右岸强卸荷深约20m。
2、岩体工程地质分类简介
2.1结构面分类。工程区无区域性结构面分布，规模最大的结构面长度小于2000m，宽度小于3m，因此均为Ⅱ～Ⅴ级结构面。坝区断层、缓倾角错动带发育，不同结构面性状不同，同一结构面不同部位性状也不同。根据结构面充填物软硬程度，分为硬性结构面和软弱结构面。硬性结构面分为胶结型、无充填型2类。软弱结构面根据粘粒含量分为岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型3类，其中根据结构面两侧岩体的风化、卸荷程度，又将岩块岩屑型、岩屑夹泥型各分为两个亚类。
2.2坝基岩体工程地质分类标准
（1）岩体分类标准制定原则。坝区地质条件复杂，制定坝基岩体工程地质分类标准遵循以下原则：
①以水电勘察规范中的标准为基础，岩体仍按五类划分，再划分亚类。
②将规模大、性状差、起控制作用的断层和错动带作为独立的地质单元划分岩体类别，其余断层、错动带及裂隙按统计规律考虑。
③分类指标应定性与定量相结合。
（2）岩体分类指标选取。坝基岩体分类指标选取主要考虑对岩体质量影响较大的因素。定性指标取岩性、岩体风化、岩体卸荷、岩体结构、错动带发育程度、地下水，定量指标取声波波速、地震波波速、岩体块度或RQD值、层内错动带间距、透水率。
（3）坝基玄武岩工程地质分类标准。根据以上选取的分类指标，结合现场岩体力学试验成果，制定坝基玄武岩岩体工程地质分类标准。坝基岩体共分为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ共四类七个亚类。
3、岩石物理力学性质试验研究及参数选取
（1）取样及测试。主要采用钻孔岩芯样，手工方块样送试验室进行室内测试。
（2）参数选择。岩石物理性指标采用平均值作为标准值及地质建议值;力学性指标经对比采用室内试验平均值作为标准值，置信度95%作为地质建议值。
4、岩体变形试验研究及参数选取
4.1岩体变形试验
现场以刚性承压板法为主，试验及取值如下。
（1）试验方法。试验采用Φ50.5cm圆形刚性承压板，承压板面积2000cm2，厚度6cm，1台300T千斤顶施加荷载，分5级采用逐级一次循环法加压，采用对称布置在承压板上的4只千分表测量岩体变形。荷载方向主要为水平向和铅直方向，部分为平行柱体方向和垂直柱体方向。
在试点周边均匀布置4个声波孔，孔径42mm，孔深2m，采用声波仪配1发双收柱状换能器进行单孔声波测试，测点间距10cm，计算4孔声波波速平均值作为试验点岩体声波速度。
（2）试验点选择。试验点周边2m的范围内无断层及层间、层内错动带等结构面分布;试验点以下2m的深度（厚度）范围无软弱岩（夹）层分布;随机裂隙可包含在试件中部，试件平整光滑;铲除因开挖爆破产生的松弛岩体。
（3）变形曲线类型及变形参数取值
试验压力P与变形W关系曲线可分为直线、曲线上凹、曲线上凸、折线上凹、折线上凸等5个类型，分别记为A、B、C、D、E型。
对于A型采用直线段计算，其变形模量接近常数;对D、E型曲线，变形模量取较大试验荷载作用下的直线段计算，以避免浅部松动岩体或初始结构强度的影响;B、C型采用荷载范围的割线模量。
根据《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006），岩体变形参数应采用概率分布的0.5分位值作为标准值。
4.2岩体变形参数选取
（1）岩体变形参数影响因素分析。岩体变形参数影响因素主要包括岩体质量、岩体卸荷松弛、试验方法、岩体变形时间效应以及岩体变形尺寸效应。
岩体质量是影响岩体变形性能的基本因素，岩体质量越好，变形模量越高。由于开挖卸荷的影响，试验点表层岩体一般都存在松弛层，即使试点制备时将爆破松动层予以清除，由卸荷引起的松弛层也是难以清除的。因此，采用的岩体变形试验方法包括承压板法变形模量试验值是偏低的。
（2）经验方法估算岩体变形模量
①基于国标勘察规范坝基岩体分类的变形模量;②基于国标工程岩体分级的变形模量;③基于RMR值估算变形模量
依据不同洞段处岩体的RMR值，根据下式估算岩体变形模量Em：
当RMR>55时，
当RMR≤55， （3）试验成果综合分析及参数取值
按以下原则进行变形参数取值：
①以承压板法变形试验值的平均值为标准值，钻孔弹模试验值以及基于坝基岩体分类、工程岩体分级、RMR值估算的岩体变形模量作为参考。
②相同质量类别的隐晶质玄武岩、杏仁状玄武岩、角砾熔岩的变形模量差别不明显，按非柱状节理玄武岩统一取值。故坝区玄武岩按柱状节理玄武岩、非柱状节理玄武岩分别取值。
③基于变形试验成果所表明的岩体变形各向异性特征，Ⅱ1类非柱状节理玄武岩、Ⅳ1类非柱状节理玄武岩取值不考虑方向性，其余各类岩体按水平、铅直方向分别取值。
④因大的断层带和层内错动带作为单独地质单元赋予参数，小的层内错动带不单独取值，其影响由相关岩体变形参数反映，而变形试验成果反映了裂隙的影响，未反映小的层内错动带的影响，故须对标准值作适当折减。同时，试验点地质代表性、岩体变形时间效应、岩体结构尺寸效应等也是折减所考虑的因素。
⑤考虑铅直向变形试验成果受卸荷松弛影响比水平向严重、水平向试验点一般避开了缓倾角裂隙，水平向变形参数较铅直向作更多折减。
5、结构面强度试验研究及参数选取
5.1结构面抗剪试验
（1）试验方法及仪器设备。结构面常规剪切试验采用双千斤顶法。试验的法向应力对试验结果起着关键作用，至今为止，结构面法向应力大小尚无统一的标准，一般地说，最大法向应力以不挤出结构面充填物质为宜。
（2）成果统计分析。结构面按比例极限强度、屈服强度、峰值强度、残余强度分别进行了统计。其中峰值强度及屈服强度按平均值、小值平均值、优定斜率法统计，优定斜率法图见图1、图2。
图1岩屑夹泥B型结构面抗剪（断）强度关系图（峰值强度）
图2岩屑夹泥B型结构面抗剪（断）强度关系图（屈服强度）
（3）抗剪强度参数标准值确定。《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）中规定，对软弱结构面当试件呈塑性破坏时，应采用屈服强度或流变强度作为抗剪断强度标准值。对硬性结构面，当结构面试件的凸起部分被啃断或胶结充填物被剪断时，应采用峰值强度的小值平均值作为抗剪断强度标准值，试件呈摩擦破坏时应采用比例极限强度作为抗剪断强度标准值。
《混凝土拱坝设计规范》（DL/T5346-2006）中规定，材料的抗剪断强度参数采用峰值强度的平均值。
5.2结构面强度参数选取
（1）结构面强度参数影响因素分析
结构面起伏与粗糙程度、充填物性状、充填物厚度、时间效应、地下水等是影响结构面强度的主要因素。
①结构面起伏与粗糙程度。粗糙度系数与粘聚力值、摩擦系数值呈线性增长关系。
②结构面充填物性状。碎屑含量最高，峰值强度也相应为最大，峰值后有明显的应力降。这说明充填物颗粒成分对结构面的剪切变形机理及抗剪强度都有明显影响，粘粒含量与摩擦系数值成负指数关系。
③充填物厚度对结构面强度参数的影响。充填物较薄时，随着厚度的增加，摩擦系数迅速降低，当充填物厚度达到一定值后，摩擦系数和粘聚力值都趋于某一稳定值，当结构面充填厚度大于2mm时，可用充填物的强度代替结构面的抗剪强度。
④结构面强度的时间效应。软弱结构面具有时间效应，在外荷载不变的条件下，随着时间的增长，其变形会不断增加。
（2）经验方法估算结构面强度参数
①《水力发电工程地质勘察规范》关于结构面强度参数经验取值
②《工程岩体分级标准》关于结构面强度参数经验取值
③基于其他方法（JCS-JRC模型）估算
结构面强度参数估算发展了几种方法，其中包括Patton公式法、Ladanyi和Archambault抗剪强度公式法、JRC-JCS模型法以及Grasselli三维结构面抗剪强度公式法，其中Barton的JRC-JCS模型法最为实用，应用范围也较广。
Barton（1977）在大量天然结构面的直剪试验的基础上，提出了JRC-JCS模型：
（3）
式中：JRC为结构面粗糙度系数，JCS为结构面壁面抗压强度，jb为基本摩擦角。
（3）试验成果综合分析及参数选取
不同的结构面或同一结构面的不同部位，遭受各种地质作用破坏的程度不同，致使其结构、物质组成和工程地质性状差异较大，虽进行部分现场试验，但对于这种差异性，单纯靠这些点的试验成果是难以覆盖的。因此结构面的抗剪强度指标的取值，应该在试验的基础上，结合具体的工程地质特征，并参照相关工程经验确定。
结构面强度參数选取执行《水力发电工程地质勘察规范（GB50287-2006）》的规定。各类型结构面取值如下：
①硬性结构面。胶结型结构面强度取值取峰值强度，抗剪断强度参数和抗剪强度参数的地质建议值均以峰值强度小值平均值作为上限值，以峰值强度小值平均值适当折减作为下限值;无充填型结构面抗剪断强度参数和抗剪强度参数地质建议值均以比例极限强度平均值作为上限值，下限值为该取值做适当折减，并参考优定斜率法取值。
②软弱结构面。抗剪断强度参数和抗剪强度参数地质建议值以屈服强度平均值（标准值）作为上限值，适当折减作为下限。
③根据《混凝土拱坝设计规范（DL/T5346-2006）》，抗剪断强度参数，应按材料的峰值强度平均值采用。因此，对结构面的抗剪断参数，峰值强度平均值作为上限，下限值与按勘察规范建议值相同，提出建议值。
6、岩体及结构面物理力学参数成果汇总
现场抗剪试验是在不考虑结构面的起伏形态的前提下完成的，根据《水力发电工程地质规范（GB50287-2006）》，以屈服强度、峰值强度或比例极限作为标准值，以标准值为上限，标准值适当折减作为下限值，提出地质建议值。各类结构面的力学参数地质建议值见表1。 7、结论
（1）坝基岩体工程地质分类
根据坝区岩性及岩体结构特征，建立了坝基岩体工程地质分类标准，将坝区玄武岩岩体分为Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ共四类七个亚类。
（2）坝区结构面工程地质分类
坝区无区域性的断裂构造分布，坝区结构面主要为Ⅱ～Ⅴ级结构面。
按结构面的物质组成及性状，划分为胶结型、无充填型、岩块岩屑型、岩屑夹泥型及泥夹岩屑型等，根据结构面两侧岩体的风化卸荷程度，又将岩块岩屑型、岩屑夹泥型各分为两个亚类。
（3）各类岩石的物理性质指标以平均值为基础提出地质建议值。
（4）岩体变形试验采用刚性承压板法变形试验、特制刚性承压板法变形试验、柔性枕中心孔法变形试验、钻孔弹模法变形试验、岩体压缩蠕变试验等方法。
岩体变形参数主要以刚性承压板法现场试验成果的平均值为标准值，地质建议值在标准值的基础上折减。
（5）结构面强度参数以现场直剪试验为基础，强度分别选择比例极限、峰值强度及屈服强度;取值方法有算术平均值、小值平均值、最小二乘法、优定斜率法下限值等，地质建议值以小值平均值作为标准值，根据结构面特征的现场精细描述分段、分区提出;软弱结构面的峰值强度指标仅限用于拱坝及抗力体。
表1 各类结构面力学参数地质建议值
分类 结构面类型 抗剪参数
抗剪断峰值强度 抗剪断参数 抗剪参数
f′ C′（MPa） f′ C′（MPa） f C（MPa）
硬
性
结
构
面 胶结型 胶结好 0.75～1.09 0.25～0.62 0.75～0.94 0.25～0.30 0.70～0.79 0
胶结一般 0.60～0.75 0.15～0.25 0.60～0.75 0.15～0.25 0.55～0.70 0
胶结差 0.50～0.60 0.10～0.15 0.50～0.60 0.10～0.15 0.45～0.55 0
无充填型 起伏粗糙 0.65～0.75 0.10～0.15 0.52～0.70 0.05～0.06 0.51～0.55 0
平直粗糙 0.55～0.65 0.05～0.10 0.46～0.52 0.05～0.06 0.45～0.51 0
平直光滑 0.25～0.55 0.02～0.05 0.25～0.46 0.05～0.06 0.20～0.40 0
软
弱
结
构
面 岩块岩屑 A 0.45～0.58 0.10～0.22 0.45～0.50 0.10～0.17 0.43～0.48 0
岩块岩屑 B 0.39～0.51 0.09～0.16 0.39～0.43 0.09～0.10 0.36～0.40 0
岩屑夹泥 A 0.33～0.45 0.04～0.06 0.33～0.37 0.04～0.05 0.31～0.35 0
岩屑夹泥 B 0.32～0.41 0.03～0.05 0.32～0.36 0.03～0.04 0.27～0.31 0
泥夾岩屑 0.22～0.26 0.01～0.04 0.22～0.25 0.01～0.02 0.21～0.23 0