風化巖體波速模型試驗測定方法技術

本發明專利技術涉及風化巖體波速模型試驗測定方法，屬于風化巖石測定領域；該方法包括制備軟質巖采用砂：水泥：石膏質量配比為450：100：30；硬質巖采用砂：水泥：石膏質量配比為450：100：10；步驟為制備若干軟質巖、硬質巖試驗模擬巖塊，獲得若干軟質巖模擬巖塊以及若干塊硬質巖模擬巖塊的平均密度；通過試驗獲得組合后的軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數及單個軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數；通過計算模擬軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的巖石完整性指數。本發明專利技術的風化巖體波速模型試驗測定方法其相較于現場測試，可以大幅節約成本，且模擬效果好。且模擬效果好。且模擬效果好。

【技術實現步驟摘要】
風化巖體波速模型試驗測定方法


[0001]本專利技術涉及風化巖體波速模型試驗測定方法，屬于風化巖石測定領域；本方法旨在對風化巖進行模擬并測量并計算得其巖石完整性。

技術介紹

[0002]樁基礎是一種承載能力高、適用范圍廣、歷史久遠的基礎形式，其作用是將荷載傳至地下較深處承載性能好的巖土層，以滿足承載力和沉降的要求。樁基礎的承載能力高，能承受豎直荷載，也能承受水平荷載，能抵抗上拔荷載也能承受振動荷載，是應用最廣泛的深基礎形式。研究淺覆土層強風化嵌巖樁的水平承載能力，主要是研究樁基與強風化基巖之間的相互關系。由于樁端與基巖之間的作用機理十分復雜，影響因素眾多，國內外對承受水平荷載的樁基，尤其是嵌巖樁的研究仍然不足，嵌巖樁水平承載力的分析主要沿用土體的方法，但由于巖體承載特性、強度、剛度等都與土體有較大差別，材料特性也有較大的不同，強風化巖體具有復雜的節理裂隙分布，強度、剛度相比新鮮巖石也有大幅降低，因此需要針對巖體特征提出修正的設計計算方法。
[0003]針對淺覆土層強風化嵌巖樁水平承載力，現有的方法大多缺乏更多試驗數據和工程實例的驗證，文獻中一些學者也指出我國現有規范對不同風化程度的巖體硬度劃分不夠明確，導致多個規范中樁基嵌入巖體的深度不統一，并且現有的強風化嵌巖樁水平承載力計算模型適用范圍較小，只能用于特定的巖土條件，實際工程中也常常依賴于數值分析和試驗樁試。通過室內試驗和數值模擬試驗修正p
?
y曲線模型公式的初始剛度和單位樁長周圍地基極限承載力等相關參數，進一步研究水平承載淺覆土層強風化嵌巖樁計算理論和設計方法，這將會給淺覆土層強風化嵌巖樁工程提供更加合理的計算模型，能夠更好地評估淺覆土層強風化基巖工況下嵌巖樁的水平承載能力，合理控制樁徑，縮短過長的嵌固深度，節約經濟和時間成本。

技術實現思路

[0004]本年專利技術可以通過模型波速試驗驗證巖石完整性指數Kv評價風化巖石質量的可行性，從而將巖石完整性指數Kv作為巖石質量評價參數融入強風化嵌巖樁水平承載能力計算分析過程中。測量各類模擬風化巖體及巖石的彈性縱波波速，以及相應計算的巖石完整性指數K
v
；并且本實驗方法可以測量不同節理填充和不同軟硬程度模擬風化巖的巖石完整性指數K
v
。
[0005]本專利技術采用采用如下技術方案：
[0006]本專利技術所述的風化巖體波速模型試驗測定方法，該方法基于人工模擬巖樣通過波速儀測量對應波速來研究巖石強度、節理數量、風化程度與巖石完整性之間的關系；
[0007]所述軟質巖制備中砂：水泥：石膏質量配比為450：100：30；
[0008]所述硬質巖中砂：水泥：石膏質量配比為450：100：10；
[0009]所述偏軟質巖或偏硬質巖中水的質量占砂、水泥、石膏總質量的七分之一；
[0010]試驗方法具體步驟如下：
[0011]步驟一、制備軟質巖、硬質巖試驗模擬巖塊；軟質巖模擬巖塊及硬質巖模擬巖塊均制備成4
×4×
4cm的立方體；
[0012]步驟二、若干塊軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊分別測量單獨巖塊密度，求得若干軟質巖模擬巖塊以及若干塊硬質巖模擬巖塊的平均密度；
[0013]步驟三、通過上述步驟獲得的若干軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊進行組合模擬節理的分布發育狀況，通過界面填充材料來改變風化程度；
[0014]步驟四、通過試驗或彈性縱波測量的方式獲取組合后的軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pm
；通過試驗或彈性縱波測量的方式獲取組單個軟質巖模擬巖塊及硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pr
；
[0015]步驟五、通過步驟四所獲得組合后的軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pm
；以及單個軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pr
通過下式計算計算模擬軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的巖石完整性指數K
v
；
[0016][0017]本專利技術所述的風化巖體波速模型試驗測定方法,所述軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的單節理及三節理組合形式為：4
×2×
1；
[0018]所述軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的雙節理及四節理組合形式為：5
×3×
1。
[0019]本專利技術所述的風化巖體波速模型試驗測定方法,設置不同節理數量來模擬不同風化程度的巖體，包括單節理、雙節理、三節理和四節理的緊密巖體；設置不同配比模擬巖塊來模擬不同巖石參數的風化巖體，包括軟巖和硬巖；
[0020]所述硬質巖模擬巖塊的單節理、雙節理、三節理、四節理的組合方式中分為節理填充基準組與節理未填充基準充組；
[0021]所述軟質巖模擬巖塊的單節理、雙節理、三節理、四節理的組合方式中為節理未填充基準組；
[0022]組合后的硬質巖模擬巖塊節理填充基準組與節理未填充基準組進行對照；
[0023]組合后的硬質巖模擬巖塊節理未填充基準組與組合后的軟質巖模擬巖塊未填充基準組進行對照。
[0024]本專利技術所述的風化巖體波速模型試驗測定方法,其特征在于：所述的組合后的硬質巖模擬巖塊中填充基準組采用的填充材料為：水泥、石膏；水泥、石膏的比例為1：1。
[0025]有益效果
[0026]本專利技術的風化巖體波速模型試驗測定方法，采用室內實驗，制作人工巖體試塊以及節理填充物來模擬不同風化程度的巖體，通過測量單個巖石塊體和組合巖體的波速來計算巖石完整性指數K
v
，其相較于現場測試，可以大幅節約成本，且模擬效果好。
附圖說明
[0027]圖1是本專利技術風化巖體波速模型試驗測定方法的巖石試塊模具示意圖；
[0028]圖2是本專利技術風化巖體波速模型試驗測定方法的制備模擬巖體示意圖；
[0029]圖3是本專利技術風化巖體波速模型試驗測定方法的波速儀測量結果示意圖；
[0030]圖4是本專利技術風化巖體波速模型試驗測定方法的波速儀系統校零和模擬巖體測量方法示意圖。
具體實施方式
[0031]為使本專利技術實施例的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本專利技術實施例的附圖，對本專利技術實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0032]本專利技術風化巖體波速模型試驗測定方法的過過程如下：
[0033]預制鋼模具從而批量生產試驗試塊，通過不同材料配比，制作軟巖、硬巖兩種試驗試塊。
[0034]將試塊按照不同組合方式形成不同組合類巖體，通過不同節理數和不同填充物來模擬不同風化程度的巖體。
[0035]進行波速測定實驗，開始波速試驗前需要對波速儀進行系統校零，波速儀系統校零后，測試并對比金屬塊、花崗巖巖樣和人工模擬巖本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.風化巖體波速模型試驗測定方法，其特征在于：制備軟質巖采用砂：水泥：石膏質量配比為450：100：30；制備硬質巖采用砂：水泥：石膏質量配比為450：100：10；所述偏軟質巖或偏硬質巖中水的質量占砂、水泥、石膏總質量的七分之一；試驗方法具體步驟如下：步驟一、制備軟質巖、硬質巖試驗模擬巖塊；軟質巖模擬巖塊及硬質巖模擬巖塊均制備成4
×4×
4cm的立方體；步驟二、若干塊軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊分別測量單獨巖塊密度，求得若干軟質巖模擬巖塊以及若干塊硬質巖模擬巖塊的平均密度；步驟三、通過上述步驟獲得的若干軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊進行組合模擬節理的分布發育狀況，通過界面填充材料來改變風化程度；步驟四、通過試驗或彈性縱波測量的方式獲取組合后的軟質巖模擬巖塊、硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pm
；通過試驗或彈性縱波測量的方式獲取組單個軟質巖模擬巖塊及硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pr
；步驟五、通過步驟四所獲得組合后的軟質巖模擬巖塊或硬質巖模擬巖塊的縱波波速參數V
pm
；以及單個軟質巖模擬巖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙學亮，王洪慶，張景斐，鄭燦，曾桐興，田偉輝，龔維明，
申請(專利權)人：中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：