[發明專利]軟巖硬土力學特性仿真測試方法

無效

• 申請號: 201110324935.1
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102445398A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 路新景;吳中偉;吳偉功;李振靈;房后國;劉宗仁;王寶成;史效群;王宏巍;張紹民;孫民偉;田志高;謝瑛;張濤
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計有限公司
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術領域

本發明涉及巖土測試方法，特別是一種軟巖硬土力學特性仿真測試方法。

背景技術

在水庫和水電站的建設中，對水庫或水電站所處地質的巖土進行測試是必不可少的，但隨著人類工程建設規模和發展空間的不斷擴大，世界上許多國家都遇到了一系列新的工程地質問題。長期以來被人們忽視的上第三系軟巖硬土的工程地質問題就是其中之一。

由于工程規模不斷向地下空間發展，開挖深度不斷增加，導致國內外與上第三系軟巖硬土不良工程地質特性有關的問題不斷發生。我國許多大型工程建設都遇到過與工程性質極為復雜的上第三系軟巖硬土有關的問題，如：西氣東輸工程建設過程中出現的與上第三系硬粘土有關的滑坡問題；萬家寨引黃入晉輸水隧洞的變形破壞問題；北京西客站地鐵站建設過程中遇到的與上第三系軟巖硬土有關的問題；魯西南和徐淮地區隱蔽型煤田巨厚覆蓋層中上第三系泥質沉積物在煤礦豎井開挖、運營過程中出現的大變形問題；南水北調中線工程從陶岔渠首經南陽盆地到寶豐渠段以及邯鄲西北部等渠段上第三系裂隙化硬粘土大型渠道在開挖和運營期間遇到的工程和環境效應問題。

在國外也不乏其例，如：希臘的上第三系泥質沉積物的分布十分廣泛，由于構造運動、地貌條件及氣候條件的影響，常導致滑坡、泥石流的發生；在瑞士的北部，許多超固結粘土沉積物由于修建公路而造成大量邊坡失穩(Rey＆Schinder，1993)；日本的上第三系泥質沉積物常引起大量滑坡和隧洞變形破壞；巴西東南部，修建公路開挖路塹引起的工程問題也相當普遍，其主要是硬粘土坍塌造成的；前蘇聯伏爾加格勒和前高加索地區在引水工程建設中曾遇到嚴重的上第三系硬粘土邊坡災害問題。

那么如何解決第三系硬粘土的工程地質問題，受到了工程地質與巖土工程界的廣泛關注，特別是解決第三系硬粘土的工程地質特性及其應力－應變關系對工程建設有著重要的理論和實際意義。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種軟巖硬土力學特性仿真測試方法，可有效解決軟巖硬土力學特性測試，保證施工質量的問題。

本發明解決的技術方案是，首先安裝設備，設備安裝完后，制備試樣，然后給試樣施加一定的水頭，使試樣飽和；再通過設備對試樣進行加壓，按照穩定標準等分三級施加預加荷載，穩定標準采用相對穩定法，自加荷開始，先按10、10、10、15、15min分時施壓，將壓力均勻地施加在試樣的上表面上；待預加荷載施加完畢后，打開鋼架下底板上用螺絲充填的12個預留孔，裝入傳感器，傳感器上部固定于鋼架下底板上，傳感器下部測頭與有機玻璃柱充分接觸，使傳感器壓縮到最大到量程的一半；對同種性狀的試樣施加不同的預加荷載，分別進行測試，得到不同荷載下試樣的破壞特征值和中心荷載周邊的變形特征曲線。

本發明方法簡單，易操作，試驗準確，方便，成本低，易于推廣。

附圖說明

圖1為本發明的結構主視圖。

圖2為本發明的傳感器裝配示意圖。

圖3為本發明的傳感測量安裝示意圖。

具體實施方式

以下結合設備圖對本發明的具體實施方式作詳細說明。

本發明在實施中，是由以下具體步驟實現的：

1、首先安裝設備，由圖1~3所示，本發明設備其結構是，包括壓力機和壓力機油缸，壓力機與壓力機油缸相連通，壓力機油缸1上裝有油壓刻度盤2，壓力機鋼體架立柱8下部間在壓力機底座3上裝有下壓盤15，壓力機鋼體架立柱上部間裝有上壓盤14，上壓盤14下部經上鋼板10裝有千斤頂13，千斤頂13經輸油管與液壓油泵5相連，千斤頂的底部位移測板17上在千斤頂的兩邊對稱裝有千分表12，千斤頂13下部的中心鋼柱20穿過下鋼板11和柔性砂墊層9頂在試樣7上，試樣7置于下壓盤15上，下壓盤上在試樣兩側裝有百分表6，下鋼板11上裝有穿過柔性砂墊層9并置于試樣上的傳感器16；液壓油泵的輸油管上裝有壓力表4；所述的傳感器16有12只，置于垂直的線L₁、L₂上，其中四個傳感器16-5、16-6、16-7、16-8在同一直線L₂上，八個傳感器16-1、16-2、16-3、16-4、16-9、16-10、16-11、16-12在同一直線L₁上；所述的柔性砂墊層9的厚度為50mm；所述的上鋼板10、下鋼板11邊部之間裝有立桿18，構成千斤頂的鋼架結構；所述的傳感器16伸入上鋼板11和柔性砂墊層9下端經鋼管有放置在試樣上的有機玻璃柱19；

2、制備試樣（試件）

設備安裝完成后，制備試樣（試件）：