风化卸荷带内裂隙间距变化规律分析

分析了前述两个探硐与硐室的裂隙宽度资料以后，我们有了以下认识。

（1）探硐硐壁裂隙的卸荷程度与硐径的大小有着直接关系，硐径愈大，其径向卸荷厚度愈大，裂隙增宽量也愈大，裂隙倾角的绝对值变量也愈大。

（2）河岸边坡强烈卸荷带的水平深度大都在10m以内，这里的层面与构造裂隙宽度增加，裂隙倾角的绝对值变量增大，渗透各向异性的特点逐渐向各向渗透同性的特点转化。

（3）强烈卸荷带的裂隙都受卸荷的影响，但其程度是不同的。强烈卸荷带的形成及其程度与岸谷坡的存在与否，与软岩、泥化夹层的特性及裂隙的产状有密切关系：距岸坡愈近，裂隙倾向与坡向夹角愈小，软岩、泥化夹层倾向与硐壁走向的交角愈大的那些裂隙，其卸荷程度就愈高。

（4）在划分某一区的卸荷带厚度时，地面调查与地下硐室调查的精度是不一样的，必须进行对比修正，特别是硐探等经过爆破的岩体，后期受干扰这一因素是不容忽视的。我们的作法是，首先是选择正常岩体，相同岩性的地段进行测量，所获得的资料作为“参照物”（基准）进行比较，以对岩体影响较小的开挖方法为标准的推广方法。实际上要想消除影响是不可能的，但我们必须清楚地知道，无论哪种开挖方法都会使岩体产生不同程度的恶化。

（5）卸荷带内裂隙间距变小。计算裂隙间距的方法裂隙密度是指单位长度内出现裂隙的条数。裂隙间距是指裂隙组法线方向上裂隙间的平均距离。对于一组裂隙而言，为了求得准确的隙间距，需要剔除偏差较大的裂隙。据Fisher分布函数，对每组裂隙可确定一个概率为0.95的角半径：

式中　p=0.95；

N ——组内裂隙条数；

R——合矢量长度。

剔除那些裂隙的法矢量与合矢量的夹角大于θr 的裂隙以后进行计算。这样就可准确地求得每组裂隙的条数。

图2-6　裂隙间距测量示意图

如测量面为矩形，且长和宽分别用矢量和表示（图2-6），则隙间距用下式计算：(https://www.xing528.com)

式中　S——隙间距；

1——合矢量的单位矢量。

上述这个计算裂隙间距的方法是严谨的。在实际工作中，裂隙统计是十分繁杂的，而且工作目的主要是找出统计规律，因而著者建议，计算卸荷带内某组裂隙的间距也可按下式：

式中　n——某组裂隙密度，条数/m；

L ——测线长度，m；

N ——测线内裂隙条数；

θ——测线方位与裂隙倾向的夹角。

裂隙间距变化。裂隙间距变小是裂隙卸荷带的主要特征之一。裂隙间距的变化主要受构造部位、地层岩性和风化卸荷等因素的制约。在断层影响带内和风化卸荷带内的坚硬岩层，裂隙间距都会变小，裂隙密度都会增加。关于断层带内裂隙间距变化前已述及，这里仅讨论卸荷应力对裂隙间距的影响（表2-2）。

从表2-2所列资料可以看出，所有卸荷带的裂隙密度都比非卸荷带的裂隙密度有不同程度的增加，其增加量为非卸荷带裂隙密度的35%～62%。其中以28 号硐室卸荷带的裂隙密度增加最多。这主要是硐径大、施工开挖爆破所致。

表2-2　风化卸荷带裂隙密度变化计算表

影响天然卸荷带发育程度的因素主要有研究区距河岸、冲沟等负地形的远近，临空面的多少，硬软岩岩性的产状变化，裂隙走向与坡向夹角的大小等4种。卸荷带与非卸荷带相比，在强烈卸荷带内，构造裂隙的倾角、宽度和密度以及层面裂隙宽度都有明显的变化；在一般卸荷带内，只有构造裂隙宽度和密度有所增加；无论是哪种卸荷程度的带，裂隙的倾向都没有明显的变化。在实际工作中，利用构造裂隙倾角，特别是缓倾角的层面裂隙宽度有没有变化这一指标，可以划分出强烈卸荷带和一般卸荷带。