[發明專利]碎裂、架空巖體變形和強度參數原位測試方法

有效

• 申請號: 201911367992.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110887716B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 聶德新;李樹森;胥建華;賀詠梅;李星
• 申請（專利權）人: 聶德新;賀詠梅
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/08;G01N3/08;G01N3/24
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 楊冬;何強

本發明涉及碎裂、架空巖體變形和強度參數試驗技術領域，提供了一種碎裂、架空巖體變形和強度參數原位測試方法，通過在巖體表面澆液態的粘結劑，使粘結劑滲入巖體內的空隙或孔隙中，進而對巖體原狀進行定形、輔以結構固形，避免碎裂、架空巖體的原狀試樣在制樣過程中出現破碎、變形或散落等情況；通過在巖心樣上澆液態的解固劑，溶解并解除巖心樣中的粘結劑后，形成外部有熱縮套、內部有原狀巖樣的測試試樣；然后通過試驗裝置對測試試樣進行變形和強度試驗，就可獲得碎裂、架空巖體的變形參數和強度參數。

技術領域

本發明涉及碎裂、架空巖體變形和強度參數試驗技術領域，特別涉及一種碎裂、架空巖體變形和強度參數原位測試方法。

背景技術

碎裂、架空巖體是指大型巖質邊坡或斜坡的各類變形破壞形成的巖體和構造破碎帶中的碎裂巖體。他們大多體積巨大、不含泥質或少含泥質、呈現散體、架空的特征，是大型地質災害體與原巖破壞邊界外的主體，是次生地質災害發生的主體。碎裂巖體也是控制邊坡巖體穩定的構造破碎帶除泥質帶的主體。“碎裂、架空巖體”的變形參數和強度參數，是當前巖體力學參數研究的難點和重點之一，由于架空、散體的結構形態，這類巖體稍有擾動便會解體，目前尚未見到現場原位對“碎裂、架空巖體”的變形和強度參數開展大尺度試樣進行變形參數試驗和抗剪強度參數試驗的較好技術、方法。

廣泛分布在各類大型邊坡的“碎裂、架空巖體”大多是高陡巖質邊坡傾倒變形破壞、潰曲變形破壞、蠕滑拉裂變形破壞和大型崩塌破壞的產物。

高陡巖質邊坡傾倒變形破壞是反傾層狀結構邊坡的主要變形破壞類型，是河谷下切反傾層狀結構邊坡長期變形破壞形成的，是層狀結構河谷斜坡眾多變形破壞的主要類型之一，在我國西南山區、環青藏高原地帶，在歐洲阿爾卑斯山脈，美洲洛基山脈等山區廣泛分布眾多大型、特大型的傾倒變形破壞體，有的綿延數千米、體積達到數千萬方至數億方，對山區地質環境、地質災害的發生和人類的居住環境以及工程建設有重大的影響。

目前對大型傾倒變形體的邊界、成因穩定性分析方面有較深入研究，有多種穩定性計算的方法和程序，而唯獨在物理力學性質研究和參數取值方面，由于變形、架空和和破壞嚴重的地段開展現場變形和強度試驗非常困難，基本上處于經驗估值狀態，需要創新出新的技術、方法。

潰屈變形破壞是順層高陡巖質邊坡的主要變形破壞類型，是順層斜邊坡巖層長期彎曲變形破壞的典型類型，不僅范圍大、規模大，而且破壞后的邊坡巖體穩定性差，是次生地質災害發生的重要地段，對工程建設和人類生活影響很大。

當前對形成的邊界、成因機制、穩定性分析計算等方面均有較好的認識和計算程序，對順層破壞邊界滑帶，由于以泥質物為主，對控制性的物理力學性質參數有較為成功的取值方法、成果，而潰屈段及其形成的剪出帶，因巖體碎裂、架空，現場獲得潰屈段，和潰屈剪出帶呈碎屑、碎塊狀的破壞帶的原位試件的力學參數-變形模量和強度參數尚未很好解決，需要創新出新的技術、方法。

塊狀巖質邊坡形成的大型滑坡的滑體、大型崩塌堆積體等幾乎全由破壞的巖石塊體、碎塊構成，架空明顯，呈現明顯的散狀結構，輕微擾動就會出現變形破壞，當前獲取這類散狀--架空的變形破壞體大尺度的原位試樣，現場開展強度試驗獲得強度參數是一大難點，需要創新出新的技術、方法。

構成斷層破碎帶主體的碎裂巖體不包括斷層泥，由于是斷層帶的主體，也是分析巖體變形的主體，獲得他們的強度參數和變形參數是巖體穩定性評價的重要參數，由于處于一定的地應力環境下，平硐揭露后稍有擾動就會碎壞，測試原位狀態的變形、強度參數仍是當前面臨的技術難點，需要創新出新的技術、方法。

“碎裂、架空巖體”的變形、強度參數是當前大型變形破壞巖質邊坡穩定性評價和地質災害預測、預報和防治的控制性力學參數，這類特殊巖體的變形、強度參數的獲取既是當前邊坡和地質災害基本力學參數研究的難點，又是控制邊坡穩定性計算成果可靠性的決定性因素之一，在當今巖體變形、強度參數試驗和取值研究領域處于空白狀態。