[發(fā)明專利]一種水巖循環(huán)下工程巖體力學(xué)性能分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110135455.4
• 申請(qǐng)日: 2021-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112945772A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹廷;王維;顧峰;王麗君;劉釗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/36
• 分類號(hào): G01N3/36
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠準(zhǔn)確快速判斷巖體在水巖干濕循環(huán)狀態(tài)下其強(qiáng)度弱化特性的方法。分別針對(duì)巖體及巖體結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度進(jìn)行分析，利用巖體強(qiáng)度參數(shù)測(cè)試、巖體結(jié)構(gòu)面形態(tài)三維掃描技術(shù)，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型判定等方法，確定在經(jīng)過(guò)不同循環(huán)次數(shù)后結(jié)構(gòu)面巖體的強(qiáng)度參數(shù)變化。本技術(shù)方法具有快速高效的特點(diǎn)，從影響結(jié)構(gòu)面巖體強(qiáng)度參數(shù)變化的影響因子出發(fā)，準(zhǔn)確快速計(jì)算其強(qiáng)度參數(shù)的變化規(guī)律，針對(duì)某一地區(qū)受水巖循環(huán)影響巖體，該方法具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程巖體力學(xué)性能分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水巖循環(huán)下工程巖體力學(xué)性能分析方法。

背景技術(shù)

在工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是在水利水電工程領(lǐng)域，由于不同季節(jié)水庫(kù)循環(huán)蓄水和排泄，導(dǎo)致庫(kù)區(qū)巖體出現(xiàn)重復(fù)干、濕循環(huán)狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致庫(kù)區(qū)巖體出現(xiàn)不同程度的物理力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)弱化，這一過(guò)程嚴(yán)重影響庫(kù)區(qū)邊坡巖體穩(wěn)定性，給水庫(kù)安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)巨大隱患。因此如何判斷水庫(kù)庫(kù)區(qū)典型結(jié)構(gòu)面巖體在不同水巖循環(huán)次數(shù)后的強(qiáng)度變化，尤其是巖體結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度參數(shù)的變化，是工程設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。

目前，關(guān)于巖體水巖循環(huán)中巖體強(qiáng)度弱化的相關(guān)技術(shù)，多是對(duì)水巖循環(huán)的試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了相關(guān)研發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖體進(jìn)行水巖循環(huán)試驗(yàn)方式方法的優(yōu)化，并沒(méi)有形成一套統(tǒng)一的由試驗(yàn)到數(shù)據(jù)處理再到力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)判斷的方法，只是針對(duì)以上某一個(gè)步驟進(jìn)行了改良。而結(jié)構(gòu)面巖體往往是由巖體及巖體結(jié)構(gòu)面兩部分組成，而現(xiàn)有技術(shù)手段并沒(méi)有關(guān)于巖體結(jié)構(gòu)面在水巖循環(huán)下強(qiáng)度弱化的相關(guān)論述，更沒(méi)有針對(duì)巖體結(jié)構(gòu)面在水巖循環(huán)下強(qiáng)度快速判定的技術(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種水巖循環(huán)下工程巖體力學(xué)性能分析方法，從而快速高效地確定在經(jīng)過(guò)不同循環(huán)次數(shù)后的巖體，尤其是結(jié)構(gòu)面巖體的強(qiáng)度參數(shù)變化。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種水巖循環(huán)下工程巖體力性能分析方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取巖體樣本和水體樣本；

步驟2：加工所述巖體樣本，獲取標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本；

步驟3：烘干并測(cè)試所述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本，獲取初始物理力學(xué)參數(shù)；

步驟4：將所述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本分為N組，并從第1組到第N組，按照1～N遞增的順序依次對(duì)每一組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本進(jìn)行編號(hào)，N為正整數(shù)；

步驟5：取第n組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本，對(duì)所述第n組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本進(jìn)行浸泡、烘干和測(cè)試，獲取并記錄當(dāng)前物理力學(xué)參數(shù)值，對(duì)所述第n組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本進(jìn)行n次循環(huán)試驗(yàn)，n＝1,2，……，N；

步驟6：按照所述步驟5的方法，對(duì)除所述第n組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本外的其余各組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本進(jìn)行試驗(yàn)，直至最后一組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本完成循環(huán)試驗(yàn)；

步驟7：分析每一組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本的物理力學(xué)參數(shù)值，得出分析結(jié)論。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步描述，步驟1獲取的巖體樣本包括巖芯和巖體結(jié)構(gòu)面，所述巖芯能夠代表該區(qū)域多數(shù)巖體的風(fēng)化狀態(tài)，所述巖體結(jié)構(gòu)面能夠代表該區(qū)域內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)面的風(fēng)化狀態(tài)及粗糙度特性；為了防止運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中容器對(duì)采集水體性狀造成改變，可選用玻璃容器對(duì)巖體所處周邊流域的地表水進(jìn)行收集。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步描述，為獲得標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本，步驟2中，將采集到的巖芯加工成高為10cm，直徑為5cm的標(biāo)準(zhǔn)巖體力學(xué)試驗(yàn)圓柱形試件；將巖體結(jié)構(gòu)面試件表面切割成邊長(zhǎng)為10cm的正方形。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步描述，為獲得標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣本，步驟2中，將采集到的巖芯加工成高為10cm，直徑為5cm的標(biāo)準(zhǔn)巖體力學(xué)試驗(yàn)圓柱形試件；將巖體結(jié)構(gòu)面試件表面切割成邊長(zhǎng)為10cm的正方形。