[發(fā)明專利]一種評價裂隙巖體抗凍性能的試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911034867.8
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110940693B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔圣華;裴向軍;魏玉峰;楊晴雯;鄒雪晴;芮雪蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N25/14
• 分類號: G01N25/14
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選取待測試的巖體，并將其切割成若干裂隙巖樣；

S2、將所有裂隙巖樣放入烘箱中烘干至恒重；

S3、在烘干后的裂隙巖樣中上粘貼應(yīng)變片，并通過測試線將其與應(yīng)變儀連接；

S4、將裂隙巖樣浸泡在飽和溶液中，并模擬飽和裂隙；

S5、將飽和裂隙的裂隙巖樣放入到冰箱中，模擬進行若干次凍融循環(huán)，并通過應(yīng)變儀記錄凍融循環(huán)過程中的應(yīng)變數(shù)據(jù)；

S6、根據(jù)記錄的應(yīng)變數(shù)據(jù)，確定在不同凍融循環(huán)次數(shù)后，裂隙巖樣的指標；

S7、根據(jù)裂隙巖樣的指標，計算用于評價裂隙巖體抗凍融性能的綜合指標；

所述步驟S6中裂隙巖樣的指標包括裂隙微應(yīng)變率ε、強度損失率f、質(zhì)量劣化率和體積膨脹率λ；

所述步驟S7中用于評價裂隙巖樣抗凍性能的綜合指標FTC為：

式中，a、b、c和d分別為確定評價裂隙巖樣抗凍性能的綜合指標時的裂隙微應(yīng)變率系數(shù)、強度損失率系數(shù)、質(zhì)量劣化率系數(shù)和體積膨脹率系數(shù)，其中，a為10-20、b為50-60、c為20到30、d為10-20。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：

選取性質(zhì)相同的巖體，通過水鉆法切割出若干標準巖樣，通過在每個巖樣上切出一條縫來模擬巖體中的裂隙，進而獲得若干裂隙巖樣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述步驟S2中，將裂隙巖樣放入烘箱中烘干至恒重時的烘箱參數(shù)設(shè)置方法為：將烘箱溫度設(shè)置105℃，烘干時間設(shè)置為48小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

S31、將所有裂隙巖樣的表面擦干去污，并用砂紙在裂隙位置打磨，使裂隙巖樣表面平整；

S32、在表面平整的裂隙巖樣的裂隙中間粘貼應(yīng)變片，并在粘貼應(yīng)變片的表面涂一層硅橡膠；

S33、將測試線的一端與應(yīng)變片連接，將其另一端按照1/4橋接法連接在應(yīng)變儀上，完成應(yīng)變片的粘貼及其與應(yīng)變儀的連接；

其中，測試線的中間部分通過絕緣膠帶固定在裂隙巖樣上，且在應(yīng)變儀的每個通道上均連接一個溫度補償片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：

S41、將1/4的裂隙巖樣、1/2的裂隙巖樣和3/4的裂隙巖樣依次浸泡在飽和溶液中2小時，使裂隙巖樣中的空氣排盡；

S42、將空氣排盡的裂隙巖樣在飽和溶液中完全浸泡24小時，使裂隙巖樣飽和；

S43、將飽和溶液的裂隙巖樣中裂隙用防水膠封閉并注滿水，模擬飽和裂隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：

S51、對與應(yīng)變儀連接的應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)進行修正，并檢查測試線的連接線路；

S52、將裂隙巖樣放入到冰箱中，通過調(diào)節(jié)冰箱溫度來模擬進行若干次凍融循環(huán)，并通過應(yīng)變儀記錄每次凍融循環(huán)中裂隙巖樣的應(yīng)變數(shù)據(jù)；

其中，應(yīng)變數(shù)據(jù)為每次凍融循環(huán)后裂隙巖樣的殘余應(yīng)變量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述步驟S52中，通過調(diào)節(jié)冰箱溫度來模擬進行凍融循環(huán)的方法具體為：

打開冰箱電源，將溫度調(diào)到-20℃，6小時后關(guān)上冰箱電源使其溫度自然回升至20℃，使冰箱內(nèi)的裂隙巖樣完成一次凍融循環(huán)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價裂隙巖體抗凍融性能的試驗方法，其特征在于，所述裂隙微應(yīng)變率ε為：

ε＝ε'/W

式中，ε'為累積殘余應(yīng)變，且其中，n為凍融循環(huán)次數(shù)；εr_i為第i次凍融循環(huán)后裂隙巖樣的殘余應(yīng)變量；

W為裂隙巖樣的裂隙寬度；

所述強度損失率f為：

f＝(σ_s-σ_f)/σ_s

式中，σ_s凍融循環(huán)前裂隙巖樣的單軸抗壓強度值；

σ_f凍融循環(huán)后裂隙巖樣的單軸抗壓強度值；

所述質(zhì)量劣化率為：

式中，V₁為烘干后的裂隙巖樣的超聲波波速；

V₂為凍融循環(huán)后裂隙巖樣的超聲波波速；

體積膨脹率λ為：

λ＝(ρ₁-ρ₂)/ρ₁

式中，ρ₁為烘干后的裂隙巖樣的密度；

ρ₂為凍融循環(huán)后裂隙巖樣的密度。