一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法及测试器具技术

一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法及测试器具，包括以下步骤：采用钻机从现场原位基岩取样，获得环状岩石芯样，并在环状岩石芯样上对称布置钻孔；将环状岩石芯样放置于抗剪性能测试加载构件，将相对位移测试元器件的延伸棒一端插入钻孔中延伸至环状岩石芯样空腔内，并在环状岩石芯样内侧浇筑形成混凝土体；分级施加荷载，记录每次荷载值以及位移测试元器件所测得环状岩石芯样和混凝土体接触面的相对位移数据，及根据荷载及相对位移数据获得界面抗剪强度。与现场原位基础载荷试验测试比较，更加便捷，试验设备轻巧，试验作业强度大幅度降低，测试成本也将显著减少。同时，试验采用现场岩石取样，数据质量及结果的可靠性完全可保障。完全可保障。完全可保障。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法及测试器具


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，特别是涉及一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法及测试器具。

技术介绍

[0002]嵌岩桩、岩石锚杆等均是利用岩石与混凝土体间良好的抗剪性能，来抵抗较大的外荷载作用，并将其传递至深部基岩。现有岩土工程技术涉及基岩中混凝土体基础包括锚杆、挖孔桩等，其设计计算时，同岩石与混凝土体间抗剪强度密切相关的设计参数有粘结强度、侧摩阻力等。目前，岩石与混凝土体间抗剪强度没有成熟的室内测试方法，以抗剪性能为基础的设计参数取值主要依靠经验，造成取值随意性较大且保守，基础设计富裕较高。另外，针对原型基础，在现场原位进行静载荷试验确定岩石与混凝土体间抗剪性能，不仅成本高、难度大、周期长，而且在地层波动比较大的时候参数的参考作用不明显。
[0003]同时现有测试岩混界面相对位移的测试元器件缺乏，其他测量方式主要是间接方式，准确度不够。目前，这些参数的取值除经验法外主要依靠原位静载荷试验测试技术获得，该方法主要是在基础顶部施加竖向荷载，并测定基顶的位移，通过加载过程中荷载与位移间变化关系及地基基础表现特征，综合确定极限值并计算得到参数值。
[0004]然而往往浅表岩石地基多分布于山地等复杂地形，原位基础静载荷试验过程复杂，成本高；且试验结果仅代表一个场地，尤其对于输电线路基础等点状分布时，结果的代表性不足、可靠性缺乏。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法，试验设备轻巧，试验作业强度大幅度降低，测试成本也将显著减少，为多点、大范围试验测试提供了可能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法，包括以下步骤：
[0008]采用钻机从现场原位基岩取样，获得环状岩石芯样(1)，并在环状岩石芯样(1)上对称布置钻孔；
[0009]将环状岩石芯样(1)放置于抗剪性能测试加载构件(2)，将相对位移测试元器件(4)的延伸棒(44)一端插入所述钻孔中延伸至环状岩石芯样(1)空腔内，并在所述环状岩石芯样(1)内侧浇筑形成混凝土体(3)；
[0010]分级施加荷载，并记录每次荷载值以及位移测试元器件(4)所测得环状岩石芯样(1)和混凝土体(3)接触面的相对位移数据，以及根据荷载及相对位移数据获得界面抗剪强度。
[0011]优选的，所述环状岩石芯样(1)的外径为100mm至300mm，内径为70mm至250mm，高度为300mm至1000mm。
[0012]优选的，采用钻机从现场原位基岩取样后，进行两端磨平，得到环状岩石芯样(1)。
[0013]优选的，每级荷载维持时间不少于5分钟，其中每1分钟记录一次所施加的荷载和环状岩石芯样(1)与混凝土体(3)间的相对位移数据。
[0014]优选的，当混凝土体(3)与环状岩石芯样(1)2分钟内的相对位移量s不大于0.1mm，表示该级荷载作用下变形达稳定状态，可进行下一级加载。
[0015]优选的，当相对位移量与荷载增量之比，同上一级相对位移量与荷载增量之比的比值不小于10时，此时为拐点，且当本级相对位移量不小于6mm，终止试验。
[0016]优选的，当拐点对应相对位移量不大于4mm时，按拐点对应的荷载为强度计算载荷；当拐点对应相对位移量大于4mm或未出现拐点时，取对应相对位移量4mm对应的本级荷载为强度计算荷载。
[0017]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试器具，用于岩石与混凝土体间抗剪强度的室内测试方法，包括：器具壳体、抗剪性能测试加载构件(2)、混凝土体(3)和相对位移测试元器件(4)；
[0018]所述器具壳体包括壳体腔体和壳体端盖；
[0019]所述壳体腔体的上端开口，且所述壳体端盖盖设于所述壳体腔体的开口处；
[0020]所述混凝土体(3)浇筑于所述壳体腔体内部，且所述混凝土体(3)与所述壳体腔体内壁之间间隔有用于放置环状岩石芯样(1)的间隙；
[0021]所述混凝土体(3)的侧壁和所述壳体腔体内壁均与环状岩石芯样(1)相适配；
[0022]所述相对位移测试元器件(4)一端浇筑于所述混凝土体(3)内，另一端穿设于所述壳体腔体的侧壁上；
[0023]所述抗剪性能测试加载构件(2)放置于所述壳体端盖上。
[0024]优选的，所述相对位移测试元器件(4)包括外壳(41)、位移传感器(42)、磁滑块(43)、延伸棒(44)和数据线(45)；
[0025]所述位移传感器(42)的一端安装于所述外壳(41)端部的内壁上，另一端与所述磁滑块(43)滑动连接；
[0026]所述延伸棒(44)固定于所述磁滑块(43)朝向所述间隙的侧壁上；
[0027]所述数据线(45)一端与所述位移传感器(42)连接，另一端伸出至所述外壳(41)外部；
[0028]所述外壳(41)和所述数据线(45)浇筑于所述混凝土体(3)内；
[0029]所述延伸棒(44)穿设于所述壳体腔体的侧壁。
[0030]优选的，所述外壳(41)朝向所述间隙的侧壁上开设有条形孔；
[0031]所述延伸棒(44)从所述条形孔伸出，置于所述环状岩石芯样(1)的空腔内，且滑动于所述条形孔内。
[0032]优选的，所述外壳(41)为金属外壳(41)。
[0033]优选的，所述壳体腔体的侧壁上开设有容纳凹槽；
[0034]所述延伸棒(44)穿设于所述容纳凹槽内。
[0035]优选的，所述相对位移测试元器件(4)设置为多个；
[0036]多个所述相对位移测试元器件(4)沿所述混凝土体(3)的外侧面对称布置。
[0037]所述容纳凹槽的个数与所述相对位移测试元器件(4)的个数相同。
[0038]优选的，所述环状岩石芯样(1)预先开设有钻孔；
[0039]所述延伸棒(44)穿过所述过孔穿设于所述容纳凹槽内。
[0040]优选的，所述抗剪性能测试加载构件(2)和所述壳体端盖上均开设有浇筑孔。
[0041]优选的，还包括位移数据采集器；
[0042]所述位移数据采集器穿设于所述壳体端盖，且所述位移数据采集器的下端位于所述壳体腔体内。
[0043]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0044]本专利技术为室内低成本测试岩石与混凝土体间抗剪强度提供了试验方法与配套器具，可以通过该方法及配套元器件为工程提供抗剪强度测试服务，也可加工形成相关产品。同时为其他类似2种介质界面的强度与位移试验测试提供了参考。
[0045]本专利技术为室内进行岩石与混凝土体界面的抗剪性能测试提供了方法及缺乏的相对位移测试元器件，与现场原位基础载荷试验测试比较，更加便捷，试验设备轻巧，试验作业强度大幅度降低，测试成本也将显著减少，为多点、大范围试验测试提供了可能。同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试方法，其特征在于，包括以下步骤：采用钻机从现场原位基岩取样，获得环状岩石芯样(1)，并在环状岩石芯样(1)上对称布置钻孔；将环状岩石芯样(1)放置于抗剪性能测试加载构件(2)，将相对位移测试元器件(4)的延伸棒(44)一端插入所述钻孔中延伸至环状岩石芯样(1)空腔内，并在所述环状岩石芯样(1)内侧浇筑形成混凝土体(3)；分级施加荷载，并记录每次荷载值以及位移测试元器件(4)所测得环状岩石芯样(1)和混凝土体(3)接触面的相对位移数据，以及根据荷载及相对位移数据获得界面抗剪强度。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述环状岩石芯样(1)的外径为100mm至300mm，内径为70mm至250mm，高度为300mm至1000mm。3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，采用钻机从现场原位基岩取样后，进行两端磨平，得到环状岩石芯样(1)。4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，每级荷载维持时间不少于5分钟，其中每1分钟记录一次所施加的荷载和环状岩石芯样(1)与混凝土体(3)间的相对位移数据。5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，当混凝土体(3)与环状岩石芯样(1)2分钟内的相对位移量s不大于0.1mm，表示该级荷载作用下变形达稳定状态，可进行下一级加载。6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，当相对位移量与荷载增量之比，同上一级相对位移量与荷载增量之比的比值不小于10时，此时为拐点，且当本级相对位移量不小于6mm，终止试验。7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，当拐点对应相对位移量不大于4mm时，按拐点对应的荷载为强度计算载荷；当拐点对应相对位移量大于4mm或未出现拐点时，取对应相对位移量4mm对应的本级荷载为强度计算荷载。8.一种岩石与混凝土间抗剪强度的室内测试器具，用于权利要求1
‑
7中任一项所述的测试方法，其特征在于，包括：器具壳体、抗剪性能测试加载构件(2)、混凝土体(3)和相对位移测试元器件(4)；所述器具壳体包括壳体腔体和壳体端盖；所述壳体腔体的上端开口，且所述壳体端盖盖设于所述壳体腔体的开口处；所述混凝土体(3)浇筑于所述壳体腔体内部，且所述混凝土体(3)与所述壳体腔体内壁之间间隔有用于放置环状岩石芯样(1)的间隙；所述混凝土体(3)的侧壁和所述壳体腔体内...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁士君，程永锋，朱照清，聂治豹，崔强，丁民涛，满银，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：