现场岩体试验中试验点的布置

现场岩体试验中试验点的布置

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摘要:本文通过介绍现场岩体试验中试验点布置的方法,分析了试验点布置过程中,试点的阶段性、目的性、规划性、代表性,以及必须达到的试验条件等,尤其是试验中所涉及到的边界条件,从而强调了加强描述试点地质与相关人员之间配合的重要性,以期为现场岩体试验中试验点的布置提供一些参考依据。

关键词:岩体;现场试验;试验点;布置;分析

一、现场岩体试验的作用及意义

岩体是地质漫长历史发展进程中的重要产物,在不同因素的共同作用下,岩体在建造以及改造的过程中,慢慢具备了与一般材料固体不同的天然力、结构、岩性、各向异性以及不均质性等。因此为了研究岩体的强度性质与变形、非均质性与岩体结构以及各向异性之间的关系,就必须进行现场岩体试验来获取准确的数据资料,这样才能确保岩体工程能够更加的安全、经济、合理。在现场岩体试验的过程中,影响成果的关键因素之一就是地质条件,而为了能够将工程岩体真实客观的试验结果反映出来,就必须对试验点进行正确的布置,这也是现场岩体试验的关键基础。现场三轴岩体试验如图1所示。

图1三轴岩体试验

二、现场岩体试验中试验点的布置特性

在现场岩体试验中试验点的布置,首先是要进行整体规划,因而在试验点布置之前,需要对工程区域内的建筑物特点、岩体情况以及两者之间的关系进行深入的了解,确保布置的试验点能够符合工程整体要求。其次试验点的布置应满足阶段性要求,即试验点的广度与深度必须与设计阶段有效的衔接起来,且试验点的布置要参照相关的规范要求,并符合岩体以及整个工程的实际。然后试验点的布置应具有一定的目的性,即试验点应当由明确的代表对象,且各个试验点测得的数据也应当具有明确的物理力学意义。最后试验点的布置还应具有一定的代表性,这种代表性主要是指能够代表其所在岩体的实际情况,主要表现在两个方面,一是代表岩体的地质条件,二是代表岩体的受力状态以及其在工程中所具备的受力状态。只有这样才能将岩体的实际情况反映出来,并将其存在的规律呈现出来。

三、现场岩体试验中试验点的布置

(一)符合地质条件

在现场岩体试验中,岩体的地质条件主要包括:岩体结构的大小、形状、组合形式;岩石的物质组成;各类原生的、次生的、构造的结构面及其形态、发育情况、产状组合,以及其内部的充填和胶结的情况;水质以及风化作用的影响等。对于工程区域内的整个岩体而言,试验点所代表的岩体只是局部,因此试验点具体位置所代表的实际岩性能否反映出地质情况,就需要在试验点布置的过程中多加重视,并且需要对试验点加强描述,已验证所代表的地质条件。此外试验点布置的应力状态可以概括为受力的大小和方向,而在试验点布置的过程中,要尽量确保试验点受力的大小与方向与工程中实际岩体受力的状态保持一致,并且还要考虑到岩体反力是否能够满足加荷的要求。岩体工程性质如图2所示。

(二)试验点的布置

在现场岩体试验的过程中,试验点的布置需要符合边界条件,并达到对误差进行有效的控制,使之处于允许的范围内的目的,这样不仅能够确保岩体试验成果获得较高的质量,同时还能够确保试验进程能够有序的推进。在试验点布置的过程中,其边界对于加荷承压板表面之下深层岩体具有一定的要求,即当岩体深度为承压板直径的3~3.5倍时,岩体岩性通常一致,因此在布置试验点时应尽量防止其穿过岩性不同的断层、夹层、岩层、大裂隙以及溶洞等。同时由于深层岩体的质量会在时间的推移中产生一定的变化,因而容易对试验成果以及岩体的变形产生不利的影响。例如在某水电工程的引水暗渠段中,在新鲜砂岩的试验点SK1-Z处,变形模量的一般为1.8GPa,而其周围两米范围内的同一种岩体试验点则具有6.9GPa的变形模量,且岩体变形与压力之间的关系曲线在P=13MPa时发生了屈服,而在P=18MPa时有逐渐上升。在试验之后,通过切槽查明试点,在试验面以下4厘米的深处存在一层泥化的缓倾角夹层,约1~4mm厚。而在弱风化砂岩的试验点SK2-Z处,由于加压以下的试验点其15厘米深处有一层厚度约4厘米的粉砂质页岩层,因此使得其变形模量下降到了0.38MPa,这就比周围同类型岩体试验点2.3MPa的变形模量要低得多。由此可以看出深层岩体所产生的质量变化对于现场岩体试验的成果具有非常明显的影响。

图2岩体工程性质试验

在现场岩体试验的过程中,对于场地的长度、宽度以及高度等都做了明确的要求,同时对于反力岩体也具有一定的要求。且在对现场岩体试验中的试验点进行布置的过程中,就需要上述的要求进行综合考虑,并且要尽可能的避免在不符合要求的位置上来进行试验点的布置,如果存在无法避开的,就必须采取有效的措施加以适当的处理。影响试验成果的因素除了地质条件之外,对试点的地质加强描述也具有非常重要的作用。例如,根据试验进行前的地质描述,就能评价试验点所代表的地质情况,并对其是否能进行试验点的布置进行检验,这样就能够适当的调整所布置的试验点。此外在描述地质的过程中,还需要对试验点上的结构面以及缓倾角裂隙进行描述,这样才能确保试验成果准确性以及合理性。

四、总结

综上所述,现场岩体试验主要是为工程设计以及地质勘查提供性的服务,在实施现场岩体试验的过程中,各个专业人员之间必须加强配合,且在布置试验点的过程中要尽可能的确保其具有一定的经济性、正确性以及合理性,这样才能将岩体的实际情况充分的反映出来。

参考文献:

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