[發明專利]適于鉆孔制樣的巖體三軸壓縮試驗方法

無效

• 申請號: 201410259972.2
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104034592A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 袁兆華
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

技術領域

本發明涉及巖體三軸壓縮試驗方法，尤其是涉及適于鉆孔制樣與側向加荷系統的巖體三軸壓縮試驗方法。

背景技術

水利工程建設中建筑物的地基、地下洞室和隧道圍巖的巖體，一般處于三向應力狀態，而巖石力學性質通常與所處應力狀態有關。因此，在三向應力狀態下測定建筑物的地基、地下洞室和隧道圍巖的巖體強度，應當按照《水利水電工程巖石試驗規程》（SL264—2001）的規范進行“巖體三軸壓縮試驗”。

目前，開展上述試驗，試體（試驗樣品）的制備均由人工（石匠）在試驗洞底板向下開鑿巖體來完成，制備的試體采用斷面為正方形的柱體，邊長不小于30cm，高度為邊長的2.0～2.5倍，每組試體不宜少于5個。制備時，采用人工在試驗平洞底板向下鑿成所述尺寸的試體，并挖除試體四周基巖使試體四周空間滿足側向加荷設備（多臺千斤頂或液壓枕）以及人員安裝操作的要求，然后安裝側向、軸向加荷設備與測量儀器進行巖體三軸壓縮試驗。巖體三軸壓縮試驗屬于現場巖體類特大型試驗，為滿足設備安裝和人員操作的需要，該試驗需要有較大尺寸的試驗洞以及在試體周邊足夠大的空間，這就造成現場巖體開挖量較大；由于笨重的側向加荷設備與繁瑣的安裝方法等原因，使得該項試驗實施的難度很大，人員投入較多，不僅過程時間長而且費用也很高。鑒于上述原因許多巖土工程在勘察與施工階段想做但不得不放棄巖體三軸壓縮試驗。

發明內容

本發明目的在于提供一種適于鉆孔制樣及側向加荷設備的巖體三軸壓縮試驗方法。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述適于鉆孔制樣的巖體三軸壓縮試驗方法，包括下述步驟：

第一步、采用爆破方法在山體上開挖一個試驗平洞；

第二步、制備試體：

試體選擇為圓柱體，其直徑D≥30cm，高度H＝直徑D×（2.0～2.5），滿足技術規程對試體外觀尺寸的要求；

首先在所述試驗平洞底板面的基巖上通過鉆機采用內孔直徑≥30cm的空心鉆頭垂直向下第一次鉆進，所述第一次鉆進深度大于所述試體高度的5cm～10cm；然后更換外徑大于70cm的空心鉆頭在原位向下第二次鉆進，所述第二次鉆進深度等于第一次鉆進深度，且兩次鉆進為同心鉆孔；最后，剔除第一次鉆進的環形縫與第二次鉆進的環形縫之間的巖體，即得到所述試體及試體周圍的環形槽；

???第三步、將一個與所述試體與環形槽形狀相適應的環狀橡膠囊套在所述試體外周面，然后通過環形鋼板將環形槽封閉錨固，將所述環狀橡膠囊的充水管和排氣管分別引出開設在所述環形鋼板上的穿孔，并將所述排氣管與排氣閥連通、充水管與高壓水泵出水口連通；

第四步、在所述試體頂面由下往上依次疊置安裝承壓板、液壓千斤頂、變接頭鋼板、傳力柱、鋼墊板，然后在鋼墊板與試驗平洞頂壁之間填筑水泥砂漿，完成軸向加荷設備安裝，所述液壓千斤頂進、出液口分別通過管道與高壓油泵的出、進液口連通；最后在承壓板上對稱安裝多個位移傳感器；至此，即可按照技術規程要求進行巖體三軸壓縮試驗。

本發明優點在于實現了現場試體制備的機械化，解決了現有試體制備需由人工開鑿巖體存在時間長、開挖量大、費用高的不足。采用環狀橡膠囊替代現有多臺千斤頂或液壓枕對試體施加側向荷載，解決了現有側向施壓設備繁瑣的安裝、調試、需要較大安裝空間的問題，大大縮短了巖體三軸壓縮試驗的時間，提高了工作效率，降低了試驗費用。

附圖說明

圖1是實施本發明方法的設備布置示意圖。

圖2是按照本發明方法實施的試體結構示意圖。

圖3是圖2的俯視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明方法作進一步詳細描述：

如圖1-3所示，第一步采用爆破的方法在山體上開挖一個高2m、寬2m的試驗平洞1；