[實(shí)用新型]一種柱狀節(jié)理松弛效應(yīng)綜合測試洞測試現(xiàn)場結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822030154.1
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN210005489U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉寧;張春生;石安池;陳建林;褚衛(wèi)江;陳平志
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;E02D33/00
• 代理公司: 33100 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 劉曉春

本實(shí)用新型提供了一種柱狀節(jié)理松弛效應(yīng)綜合測試洞測試現(xiàn)場結(jié)構(gòu)，所述測試洞設(shè)置在柱狀節(jié)理發(fā)育洞段，測試洞長度根據(jù)測試區(qū)長度確定，沿長度方向包含至少四個(gè)測試區(qū)；所述測試洞的高度滿足測試洞自上至下分三層開挖，單層高度3~5m；所述測試洞中第三層上方的第一層和第二層被挖除，自測試洞的第一層邊墻向下方第三層所處位置的兩側(cè)布置傾斜的鉆孔，在鉆孔中預(yù)埋聲發(fā)射探頭，探頭距離第三層邊墻為0.5~1倍洞徑；所述第三層分為多組，每組中包括至少兩個(gè)測試區(qū)的第三層，在單塊的測試區(qū)中采用相同的支護(hù)，在每組中的不同測試區(qū)的支護(hù)不同。本實(shí)用新型使得測試工作能夠通過較少的工作量來評價(jià)不同開挖方式、不同支護(hù)措施對柱狀節(jié)理松弛區(qū)的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及柱狀節(jié)理發(fā)育的隧道、地下洞室、邊坡、壩基等的柱狀節(jié)理松弛效應(yīng)綜合測試洞。

背景技術(shù)

柱狀節(jié)理是玄武巖中較為常見的原生破裂構(gòu)造，多見于厚層火山熔巖中，將巖體切割成一種比較規(guī)則的多邊形長柱體。在未受擾動影響的情況下，柱狀節(jié)理玄武巖巖石堅(jiān)硬，柱體鑲嵌緊密，巖體強(qiáng)度較高。但開挖后卸荷易松弛，給地下洞室圍巖穩(wěn)定來帶不利影響。卸荷松弛是柱狀節(jié)理巖體最為顯著的特征，例如原始自然邊坡柱狀節(jié)理玄武巖長期暴露，在長期卸荷風(fēng)化作用下，松散掉塊，松弛特征明顯；地下洞室開挖后，洞周應(yīng)力調(diào)整，柱狀節(jié)理玄武巖出現(xiàn)淺層松弛，若支護(hù)不及時(shí)或支護(hù)力不足，松弛向深部進(jìn)一步擴(kuò)展，則可能發(fā)生局部坍塌破壞。

柱狀節(jié)理巖體卸荷松弛特征與柱體的空間分布形態(tài)、應(yīng)力賦存環(huán)境、支護(hù)時(shí)機(jī)、施工方法等均有較大關(guān)系，即使洞室尺寸相同，不同條件下的松弛特性也是不同的，多種因素影響下揭示松弛效應(yīng)對工程設(shè)計(jì)、安全性評價(jià)具有重要意義。

為研究柱狀節(jié)理松馳區(qū)形成、演變及其范圍，目前常用的測試方法包括變形測試、聲波檢測、鉆孔電視、壓水試驗(yàn)等手段，但這些測試方法只能從宏觀角度對柱狀節(jié)理的松弛深度進(jìn)行評價(jià)，對松弛的孕育過程和誘發(fā)機(jī)制則無法準(zhǔn)確反映。

對于固體物質(zhì)在外界條件(機(jī)械載荷、溫度變化等)作用下，其內(nèi)部將產(chǎn)生局部應(yīng)力集中現(xiàn)象。由于應(yīng)力集中區(qū)的高能狀態(tài)是不穩(wěn)定的，它必將向穩(wěn)定的低能狀態(tài)過渡，在這一過渡過程中，應(yīng)變能將以彈性波的方式快速釋放，即聲發(fā)射現(xiàn)象。巖體是一種典型的非均質(zhì)材料，開挖過程中將伴生聲發(fā)射。巖體聲發(fā)射蘊(yùn)含著巖石內(nèi)部微破裂的許多信息。采用聲發(fā)射定位監(jiān)測技術(shù)對地下洞室開挖進(jìn)行連續(xù)跟蹤監(jiān)測，能夠捕捉到巖體內(nèi)部產(chǎn)生的聲發(fā)射信號和具體部位，為分析巖體松弛特征提供依據(jù)。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種柱狀節(jié)理松弛效應(yīng)綜合測試方法，能夠通過較少的工作量評價(jià)不同開挖方式、不同支護(hù)措施對柱狀節(jié)理松弛區(qū)的影響。

由于聲發(fā)射對破裂擴(kuò)展監(jiān)測具有重要價(jià)值，該方面的研究已經(jīng)開始廣泛開展，但是由于受現(xiàn)場觀測條件、監(jiān)測方案設(shè)計(jì)、松弛效應(yīng)評估等限制，目前還缺乏利用聲發(fā)射技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測與定量分析柱狀節(jié)理損傷松弛區(qū)演化過程以及不同支護(hù)措施的錨固效應(yīng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種柱狀節(jié)理松弛效應(yīng)綜合測試洞測試現(xiàn)場結(jié)構(gòu)，使得測試工作能夠通過較少的工作量來評價(jià)不同開挖方式、不同支護(hù)措施對柱狀節(jié)理松弛區(qū)的影響。為此，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種柱狀節(jié)理松弛效應(yīng)綜合測試洞支護(hù)測試現(xiàn)場結(jié)構(gòu)，所述測試洞設(shè)置在柱狀節(jié)理發(fā)育洞段，其特征在于測試洞長度根據(jù)測試區(qū)長度確定，沿長度方向包含至少四個(gè)測試區(qū)；

所述測試洞的高度滿足測試洞自上至下分三層開挖，單層高度3~5m；

所述測試洞中第三層上方的第一層和第二層被挖除，自測試洞的第一層邊墻向下方第三層所處位置的兩側(cè)布置傾斜的鉆孔，在鉆孔中預(yù)埋聲發(fā)射探頭，探頭距離第三層邊墻為0.5~1倍洞徑；

所述第三層分為多組，每組中包括至少兩個(gè)測試區(qū)的第三層，在單塊的測試區(qū)中采用相同的支護(hù)，在每組中的不同測試區(qū)的支護(hù)不同。

進(jìn)一步地，所述支護(hù)選自：無支護(hù)、有支護(hù)，所述有支護(hù)選自應(yīng)對不同支護(hù)時(shí)機(jī)的支護(hù)以及不同結(jié)構(gòu)的支護(hù)。