钻孔弹模法在三峡工程岩体力学特性中的应用研究

钻孔弹模技术可以快速测得深部岩体的力学参数(变形模量及弹性模量),也可用来检测工程岩体灌浆加固的效果,无疑具有不可替代的优势.阐述了钻孔弹模仪结构、测试方法及其在三峡工程中的应用结果,实践表明了该设备在岩体自身的力学特性测试、岩体开挖卸荷带划分、和岩体灌浆质量检测等方面的有效性.     

怒江松塔水电站坝址区岩体力学性质试验研究

对怒江松塔水电站坝址区主要岩层进行了较系统的试验研究,包括岩体结构的野外调查、岩块室内试验及岩体力学参数经验估算等.对各种试验数据进行了分析整理,得到了岩块的物理力学性质参数.然后用岩体工程分类及Hock-Brown经验方法对各类岩体的力学参数进行了估算.在分析对比基础上,并考虑岩体所处地质条件,给出了各种岩体的计算参数建议值,为水电站大坝设计提供计算参数.     

钻孔千斤顶和全柱面孔内成像在工程岩体检测中的应用

钻孔径向加压法试验可对岩体变形情况进行量化分析,全柱面孔内成像技术是一种比钻孔岩芯编录和普通孔内电视效率更高、成像更全面、信息更直观地观测地下岩体状况的检测方法,介绍了两者的基本原理,并通过工程实例,将两种检测方法相结合,结果表明两者的结合可以使试验更有针对性和目的性.     

基于高压压水试验的裂隙岩体非线性渗流参数解析模型

高渗压条件下裂隙岩体的渗透特性是高压引水隧洞近场渗流场分析与工程防渗设计的重要参数,一般通过现场钻孔高压压水试验获得。针对钻孔高压压水试验流量-压力曲线的非线性特征,建立了基于Forchheimer方程的裂隙岩体非线性渗流参数(渗透系数k和非线性系数b)解析模型。该解析模型中的渗透系数解析表达式与现行钻孔压水试验规程推荐公式一致,不仅形式简洁,而且物理意义明确,是现行规程推荐公式在非线性流条件下的拓展,可作为高压压水试验条件下钻孔压水试验规程修订的重要依据。对海南省琼中抽水蓄能电站高压岔管区钻孔高压压水试验成果的分析表明:Forchheimer方程很好地表征了高压压水试验过程中流量-压力曲线的非线性特征,本文提出的解析模型为高渗压条件下裂隙岩体非线性渗流参数的合理取值提供了有效的方法和手段,克服了现行钻孔压水试验规程对高渗压条件下裂隙岩体渗透性难以正确表征的局限和由此带来的工程防渗设计风险。     

黄石板岩山危岩岩体力学性质试验研究

 对区内主要岩层进行了较系统的试验研究，包括岩体结构的野外调查、岩块与结构面室内试验、岩体力学原位试验及岩体力学参数经验估算等。对各种试验数据进行了分析整理，得到了岩块、结构面及岩体的物理力学性质参数。然后用岩体分类及Hoek Brown经验方法对各类岩体的力学参数进行了估算。在分析对比基础上，并考虑岩体所处地质条件，给出了各种岩体的计算参数建议值。有限元计算结果表明，参数建议值能较好地反映危岩区岩体的力学性质。     

河床钻孔压水试验压力取值的探讨

在水电工程河床钻孔压水试验中,对于埋深较大的紧密段岩体,因计算压力取值的关系,其压水试验所得透水率往往不能满足规范规定的岩体透水率不大于1 Lu的要求。为此,以某高重力坝河床花岗岩体钻孔压水试验为例,对水电工程中钻孔压水试验中的压力取值进行了探讨,提出了在河床部位一定深度微新紧密岩体的压水试验中压力计算的方法,按此方法所计算的压水试验成果,既能满足高坝岩体透水率不大于1 Lu的防渗的要求,又能客观反映坝址河床基岩的真实情况,对指导现场压水试验具有现实意义。     

大宁水库水下第三系黏土岩地基承载力分析

针对水下第三系黏土岩地基承载力评价存在的问题,以大宁水库地区新建泵站为案例,采用土、岩分类对比试验方法,分析水下第三系黏土岩的力学性质和物理力学指标,并通过原位测试、波速测试、旁压试验等多种手段对黏土岩的地基承载力进行了综合分析,并利用波速-旁压联合测试法定量分析评价黏土岩的地基承载力。结果表明:第三系黏土岩具有明显的土岩二象性,其含水率对土体的力学性质影响较大而对岩体的力学性质影响相对较小;单独采用旁压试验法计算黏土岩地基承载力特征值为未经过开挖卸荷和扰动的岩体承载力,其结果大于天然岩体的承载力特征值;剪切波速试验和波速-旁压联合测试求得的承载力较为符合实际情况,波速-旁压联合测试法可以作为原位测试的理论参考,定量评价地基承载力。     

用旁压仪测试砂砾石的力学性质

本文叙述了用路易斯·梅纳尔公司的G_A型旁压仪测定砂砾石层的原位力学性质情况,并介绍了在砂砾石中作旁压试验所采用的预先钻孔与冲击钻孔相结合的成孔方法,提出了旁压仪测定砂砾石的成果,并与轴向压缩试验和三轴试验所测得的模量进行了比较分析。     

基于模型试验的河床砂砾石层基本特性研究

为了经济可靠地确定深厚覆盖层的基本特性参数,以大渡河双江口水电站坝基河床砂砾石层基本特性研究为工程背景,进行大尺寸模型试验,研究河床砂砾石层的旁压模量和动探击数随密度、级配以及上覆压力的变化规律。根据室内模型试验结果,结合现场旁压试验及钻孔试验成果,推断出坝址区河床砂砾石相关层位的密度,并依此进行砂砾石室内力学试验,获得设计所需力学参数。研究成果可为深厚覆盖层基本特性测试提供新的方法。     

岩体工程力学参数取值方法研究Ⅰ:原位试验与定量类比

针对合理确定岩体工程力学参数的难题，在原位试验技术、定量类比方法和数值仿真试验等方面开展了系统研究，形成了包含“一设备、一库、一平台”综合确定岩体工程力学参数的方法体系。本文研发了适用于常规地质钻探的岩体质量随钻测试和岩体力学参数原位试验设备，建立了依据随钻实测参数评价岩体质量的方法以及岩体强度、耐磨性指标与随钻参数的定量关系，提出了通过孔内弹模剪切试验快速获取不同岩层岩体抗剪强度和弹性模量的技术和方法；同时，构建了包含81个工程681组不同类型岩体抗剪强度试验资料数据库，深入研究了不同类型岩体抗剪强度参数的统计特性，提出了基于Bayes方法和可靠度理论，利用大样本数据库资料和少量具体工程试验成果来确定岩体参数的定量类比方法。     

钻孔高压压水试验在抽水蓄能电站的应用及探讨

抽水蓄能电站压力管道、高水头承压洞室等工程由于其水头较高,岩体所承受的压力比较集中,常规压水试验不能准确反映水头压力作用下岩体的渗透等特性,需要进行高压压水试验。笔者在概述了钻孔高压压水试验中设备和技术要求的基础上,结合陕西镇安和新疆阜康抽水蓄能电站工程实践,探讨了钻孔高压压水试验中膨胀介质、止水栓塞等有关问题,并提出了建议。     

基于非线性方法的碎裂结构岩体力学参数分析

采用常规的试验方法对碎裂结构岩体的力学参数进行研究存在一定的局限性,容易受现场条件和尺寸效应的影响,而基于非线性方法的参数分析在一定程度上能够很好地对碎裂岩体的力学参数进行预测。以前坪水库溢洪道碎裂结构岩体为例,在资料收集的基础上建立了岩体力学参数数据库,通过因子分析法将数据库中影响岩体力学参数确定的多个指标进行简化降维后,再结合非线性BP神经网络分析法对工程区岩体的部分力学参数进行预测;在室内外试验数据和现场工程地质条件分析的基础上,运用H-B强度准则对工程区域内不同岩层的岩体力学参数值进行了计算;将预测结果和计算结果进行对比分析后,对工程区的岩体力学参数取值提出了建议。     

川藏铁路工程破碎岩体力学参数取值研究

为研究破碎岩体的力学特性,获取准确的工程力学参数,利用川藏铁路某场址区的勘探平硐,基于工程岩体质量分级、现场岩体力学试验和现场模型试验反演分析等方法,对破碎岩体的力学特性及参数取值进行研究。结果表明：对于破碎岩体,基于工程岩体质量级别确定的岩体参数值可能存在一定偏差,在无现场试验数据时,应进行充分论证参考使用;现场岩体力学试验是获取岩体力学参数的主要手段,其参数成果更为准确、更具代表性;基于现场模型试验反演分析获取的岩体力学参数可反映岩体在工程环境下的综合性状特征,可作为现场岩体力学试验参数取值的补充和校验。在川藏铁路工程建设过程中,破碎岩体的力学参数应主要基于现场岩体力学试验,并结合工程地质条件和工程应用环境综合分析确定。     

其宗水电站深厚覆盖层钻孔旁压试验

其宗水电站深厚覆盖层,构成因素复杂,有冲积、洪积、冰积、泥石流堆积和崩积等多种成因,组成物质均一性差.因此对坝址河床及阶地深厚覆盖层的钻孔内开展原位旁压测试试验,为分析、研究在深厚覆盖层上建坝的可行性和适宜性提供可靠的岩土工程参数.     

旁压测试在轨道交通地质勘探中的应用——以武汉地铁2号线为例

利用原位旁压测试技术,对武汉市轨道交通2号线1期工程Ⅲ标江汉路车站地基土层进行现场旁压试验,测定了51.0 m深度范围内的地层旁压试验参数。共计完成3个钻孔67点旁压试验,试验成孔质量较好,试验数据可靠。试验成果表明:3个钻孔的测试结果比较接近,吻合程度较好,且呈现旁压模量、变形模量和承载力特征值随测试深度增大而增大的总体趋势。在此基础上,根据土层分布情况对各土层旁压模量、变形模量和承载力特征值参数进行了统计分析。试验成果为该工程基坑开挖和支护设计提供了所需参数,可为类似工程提供参考。     

马鹿塘工程岩体灌浆试验及效果评价

马鹿塘水利枢纽坝基主要工程地质问题就是基岩深风化问题。因此 ,初步设计阶段在坝址两岸趾板线上拟定了 2组灌浆试验场地。文中重点介绍了右岸灌浆试验方法、效果检查、成果分析及效果评价 ,试验表明该地区强风化岩体属可灌岩层     

乌鲁木齐地铁隧道互层围岩损伤演化规律模拟研究

为了研究乌鲁木齐地铁隧道穿越区强风化泥岩、砂岩所组成互层围岩的损伤演化规律,通过颗粒流软件标定已获取的强风化泥岩、砂岩所对应的微观参数,并组成不同几何特征的互层围岩进行单轴试验模拟,分析不同围岩层厚比、岩层倾角的力学特性及其中代表性3组裂纹的发展规律及能量演化。结果表明,围岩层厚比为0.2～0.6,围岩倾角为0°、20°、80°时,对互层围岩单轴抗压强度的影响较大;随着层厚比的继续增加,互层围压的单轴抗压强度的变化趋于平缓;不同的围岩层厚、岩层倾角组合试样有不同的破坏模式,对应的裂纹发展及能量演化也有较大差异。     

丹江口库区郧县汉江二桥嵌岩桩基岩承载力特性试验研究

丹江口库区郧县汉江二桥地基为白垩系至下第三系的一组软岩和极软岩,具有胶结较差易扰动的特点,桥梁基础为嵌岩钻孔灌注桩,在详勘阶段进行了岩块物理力学性质试验和现场岩体力学试验,其中采用的桩侧摩阻力试验为岩体力学试验的新方法。通过现场试验研究基岩荷载与沉降变形的关系,得出桩端阻力和桩侧摩阻力的容许值,弥补了室内岩石试验的局限性,提出了桩端阻力及桩侧摩阻力参数建议值,为工程优化设计提供了依据。     

向家坝水电站坝基岩体钻孔剪切试验研究

向家坝水电站是金沙江流域水利资源梯级开发的最后一级水电站,坝基岩体抗剪强度参数对工程设计、施工等方面有重要意义。向家坝水电站坝基岩体地质条件复杂,并发育有多条软弱夹层,如何快速准确地对岩体抗剪强度参数进行评价至关重要。本文介绍了从美国引进的适用于中软岩~软岩体的新型岩体抗剪强度检测设备,利用工程前期地质勘探钻孔进行岩体剪切试验,可以十分方便快捷地得到岩体抗剪强度参数,并且利用该设备得到的试验数据具有很高的线性相关关系。通过在向家坝水电站坝基岩体中进行的几组钻孔剪切试验,详细介绍了使用该设备得到岩体抗剪强度参数的方法,验证了该设备的工程适用性。     

南湾水库泄洪试验洞波速测试研究

在南湾水库泄洪洞内布置松动圈测试断面,并在测试断面上设置风钻孔,进行纵波波速测试和松动圈厚度测试;采用地震折射相遇剖面法,对试验洞洞壁开展纵、横波速度测试,计算岩体动弹性模量、动剪切模量等力学参数.结果表明:声波在岩体中的传播速度越快,其对应的松动圈厚度越小;围岩岩体越致密、裂隙越少,声波在岩体中的传播速度就越快;岩体破碎时,其波速明显降低,岩体力学参数也相应降低,岩体力学性状明显弱化;弹性波波速与动弹性模量之间呈指数关系.