[實用新型]一種地下洞室圍巖時效破裂原位觀測結構

有效

• 申請號: 201721353273.X
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN207779800U
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 劉寧;張春生;褚衛江;侯靖;陳平志
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實用新型提供了一種地下洞室圍巖時效破裂原位觀測結構，設置有針對開挖斷面輪廓線應力集中區的觀測孔，觀測孔微傾布置；所述觀測孔為從前期布置的輔助洞室至開挖斷面輪廓線的應力集中區的預先鉆孔，所述觀測孔的孔底部距離開挖斷面輪廓線有一定的距離；或者，所述觀測孔為利用已開挖的洞室部分向未開挖的洞室部分鉆至開挖斷面輪廓線并穿過應力集中區的鉆孔。本實用新型能夠全程監測圍巖破裂演化過程，同時利用洞室自身布置條件，動態增加觀測孔，保證了監測的全面性和及時性。

技術領域

本實用新型涉及地下工程領域，尤其是深埋地下工程。

背景介紹

巖石破裂損傷主要是研究巖石應力-應變狀態及其裂紋的演化規律，是巖石力學領域中一項重要內容， 脆性巖石的基本力學特性與其內部裂紋狀態緊密相連，并且在應力的持續作用下，表現出隨時間不斷擴展的特點。以片幫破壞為例，完整性較好的圍巖開挖后一般數小時至數天內可以出現淺層片幫，在隨后的數周甚至數月內片幫深度不斷發展，最終趨于穩定。以加拿大URL的花崗巖試驗洞為例，剛開挖僅可以觀察到薄紙一樣的片幫，1個月后片幫不斷發展形成深度為0.3m的“V”字形凹坑，5個月后片幫深度最終穩定至0.5m，此現象即為時效破裂，當應力達到一定臨界值而表現出的破裂隨時間不斷擴展，導致強度隨時間的延長而弱化的行為。與破裂隨時間擴展一致地，更深一些的圍巖損傷程度和發育深度也可以隨時間不斷擴展，同一鉆孔不同時間進行的聲波測試結果顯示，隨時間推移，鉆孔低波速帶深度增大，錨桿受力也表現出隨時間增長的趨勢。而這種力學行為最終將導致錨桿可能承受過高的荷載，出現大面積錨桿應力超限、破壞深度的不斷擴展影響淺部圍壓的完整性進而影響其承載力。

由此可見，時效破裂的存在將影響地下洞室的穩定性，并且還有可能不斷惡化，直接影響到工程的長期安全性，有必要開展對時效破裂的有效觀測。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種地下洞室圍巖時效破裂原位觀測結構，能夠全程監測圍巖破裂演化過程，保證了監測的全面性和及時性。為此，本實用新型采用以下技術方案：

一種地下洞室圍巖時效破裂原位觀測結構，其特征在于它設置有針對開挖斷面輪廓線應力集中區的觀測孔，觀測孔微傾布置；

所述觀測孔為從前期布置的輔助洞室至開挖斷面輪廓線的應力集中區的預先鉆孔，所述觀測孔的孔底部距離開挖斷面輪廓線有一定的距離；或者，所述觀測孔為利用已開挖的洞室部分向未開挖的洞室部分鉆至開挖斷面輪廓線并穿過應力集中區的鉆孔。

進一步地，當所述觀測孔為預先鉆孔時，孔底部距離開挖輪廓線的距離為0.5~1m。

進一步地，所述觀測孔的傾斜角度為15~30°。

進一步地，觀測孔的大小與滿足鉆孔攝像裝置和聲波檢測裝置同時通過的條件適配。

進一步地，觀測孔的洞徑為110mm。

本實用新型提供了一種大型地下洞室圍巖時效破裂原位觀測結構，能夠全程監測圍巖破裂演化過程，同時利用洞室自身布置條件，動態增加觀測孔，保證了監測的全面性和及時性。

附圖說明

圖1為本實用新型一種實施方式的示意圖。

圖2為本實用新型另一種實施方式的示意圖。

圖3為本實用新型第三種實施方式的示意圖。

具體實施方式

實施例1，參照圖1。

本實用新型提供的地下洞室圍巖時效破裂原位觀測結構設置有針對開挖斷面輪廓線應力集中區101的觀測孔1。觀測孔1布置采用預埋的方式。