原位试验方法技术

本发明专利技术实施例提供一种原位试验方法，所述原位试验方法包括在岩体的表面挖掘第一沟槽和第二沟槽，以使第一沟槽和第二沟槽之间形成横截面为尖角形的试样，且试样的尖端为55

【技术实现步骤摘要】
原位试验方法


[0001]本专利技术涉及勘测
，具体涉及一种原位试验方法。

技术介绍

[0002]原位试验是用于确定岩体工程特性的方法。相关技术中，原位试验是在工程现场的岩体上设置施压装置，并在岩体内设置变形测量表和声波装置，通过施压装置向岩体施加压力使岩体产生变形，并同时通过变形测量表和声波装置获取岩体的松弛状态，进而获取岩体的力学参数。但是，相关技术中的原位试验存在最终获取的力学参数不准确的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种原位试验方法，该原位试验方法在岩体上形成具有55
°
～65
°
的尖端的试样，通过对试样施压以获取变形量或变形过程，能够降低后续建模分析过程的误差，以提升最终获取的力学参数的精准度。
[0004]本专利技术实施例的原位试验方法包括：
[0005]在岩体的表面挖掘第一沟槽和第二沟槽，在正交于所述岩体的高度方向的投影面内，所述第一沟槽在其延伸方向上的一端与所述第二沟槽在其延伸方向上的一端连通，所述第一沟槽的延伸方向和所述第二沟槽的延伸方向之间呈夹角且夹角为55
°
～65
°
，以使所述第一沟槽和所述第二沟槽之间形成横截面为尖角形的试样，所述试样具有第一临空面和第二临空面，所述第一临空面形成所述第一沟槽的一部分内壁面，所述第二临空面形成所述第二沟槽的一部分内壁面；
[0006]在所述岩体的表面上设置施压装置，所述施压装置与所述试样相对设置并向所述试样施加压力；
[0007]获取所述第一临空面的变形量或变形过程以及所述第二临空面的变形量或变形过程。
[0008]本专利技术实施例的原位试验方法通过岩体的表面挖掘第一沟槽和第二沟槽以形成具有55
°
～65
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的尖端的试样，然后通过施压装置对试样施压以获取试样的变形量或变形过程，由于在通过试样的变形量或变形过程推算岩体的力学性能的过程中，需要将试样和在岩体中获取的岩芯分别建模进行对比，因此需要试样和岩芯在几何结构上非常接近，其中岩芯为圆柱体，而在岩体上施工出环形沟槽以形成圆柱形的试样以及对圆柱形试样的周面进行观察十分困难，难以实现，因此具有55
°
～65
°
的尖端的试样是在几何结构上与岩芯的最接近的形态，且第一临空面11和第二临空面21也便于观察，因此能够降低后续建模分析过程的误差，以提升最终获取的力学参数的精准度。
[0009]在一些实施例中，所述第一临空面在所述第一沟槽的延伸方向上的长度、所述第二临空面在所述第二沟槽的延伸方向上的长度、所述第一沟槽在所述岩体的高度方向上的深度和所述第二沟槽在所述岩体的高度方向上的深度均为X米，所述第一沟槽在正交于所
述第一临空面的方向上的宽度为Y米，所述第二沟槽在正交于所述第二临空面的方向上的宽度为Y米，Y＝1.2Z，Z为预估的试样的变形量，其中X、Y和Z均为大于0的常数。
[0010]在一些实施例中，所述X为大于等于9的常数。
[0011]在一些实施例中，所述在所述岩体的表面上设置施压装置的步骤包括：
[0012]在所述试样的顶面选取承压区，所述承压区为具有O、A和B三个端点的三角形区域，其中端点0为所述第一临空面、所述第二临空面和所述试样的顶面的交点，端点A位于所述第一临空面上，端点B位于所述第二临空面上，端点0和端点A之间的直线距离小于X米，端点O和端点B之间的直线距离小于X米，且端点0和端点A之间的直线距离与端点O和端点B之间的直线距离相同，并标记端点A和端点B连线的中点为C；
[0013]在所述试样的顶面覆盖承压板；
[0014]在承压板上设置施压装置，所述施压装置的施压中心位于所述中点C上，所述施压装置的至少部分支撑在所述岩体的表面上。
[0015]在一些实施例中，所述原位试验方法还包括以下步骤：
[0016]在所述第一沟槽内放置朝向所述第一临空面的第一摄像装置；
[0017]在所述第一临空面上绘制第一网格，所述第一网格包括多条间隔排布的第一横线和多条间隔排布的第一纵线，第一横线和第一纵线的交点为第一摄像装置的第一信息采集点；
[0018]在所述第二沟槽内放置朝向所述第二临空面的第二摄像装置；
[0019]在所述第二临空面上绘制第二网格，所述第二网格包括多条间隔排布的第二横线和多条间隔排布的第二纵线，第二横线和第二纵线的交点为第二摄像装置的第二信息采集点；
[0020]所述获取所述第一临空面和所述第二临空面的变形量或变形过程的步骤包括：
[0021]所述第一摄像装置记录多个所述第一信息采集点的位置变化，所述第二摄像装置记录多个所述第二信息采集点的位置变化。
[0022]在一些实施例中，所述原位试验方法还包括以下步骤：
[0023]在所述获取所述第一临空面和所述第二临空面的变形量或变形过程的步骤之后，在CAE软件中构建所述试样的模型，在所述模型中，所述第一临空面和所述第二临空面的夹角为60
°
，将所述第一摄像装置和所述第二摄像装置获取的数据赋予模型，通过CAE软件分析得到所述试样的力学参数。
[0024]在一些实施例中，所述原位试验方法还包括以下步骤：
[0025]在所述岩体的表面预设第一区域和第二区域，所述第一区域的延伸方向与所述第二区域的延伸方向之间成夹角且夹角为55
°‑
65
°
；
[0026]在所述第一区域沿所述岩体的高度方向钻取第一岩芯，在所述第二区域沿所述岩体的高度方向钻取第二岩芯；
[0027]对所述岩芯进行力学实验，并获取所述岩芯的力学参数；
[0028]将所述岩芯的力学参数和所述试样的力学参数进行对比分析，并根据对比分析结果获取所述岩体的力学参数；
[0029]所述在岩体的表面挖掘第一沟槽和第二沟槽的步骤包括：
[0030]在所述岩体的表面沿所述第一区域的外边缘挖掘以形成所述第一沟槽；
[0031]在所述岩体的表面沿所述第二区域的外边缘挖掘以形成所述第二沟槽。
[0032]在一些实施例中，所述第一岩芯为多个，多个所述第一岩芯在所述第一沟槽的延伸方向上均匀排布，所述第二岩芯为多个，多个所述第二岩芯在所述第二沟槽的延伸方向上均匀排布。
[0033]在一些实施例中，所述第一岩芯的横截面的外周轮廓为圆形，所述第二岩芯的横截面的外周轮廓为圆形，相邻两个所述第一岩芯之间的距离为0.8m～1.2m，相邻两个所述第二岩芯之间的距离为0.8m～1.2m，所述第一岩芯和所述第二岩芯的直径为48mm～52mm，所述第一岩芯和所述第二岩芯的长度为X米。
[0034]在一些实施例中，所述施压装置为压重平台反力装置。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例的原位试验方法中在岩体的表面上设置施压装置时的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位试验方法，其特征在于，包括以下步骤：在岩体的表面挖掘第一沟槽(1)和第二沟槽(2)，在正交于所述岩体的高度方向的投影面内，所述第一沟槽(1)在其延伸方向上的一端与所述第二沟槽(2)在其延伸方向上的一端连通，所述第一沟槽(1)的延伸方向和所述第二沟槽(2)的延伸方向之间呈夹角且夹角为55
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～65
°
，以使所述第一沟槽(1)和所述第二沟槽(2)之间形成横截面为尖角形的试样(3)，所述试样(3)具有第一临空面(11)和第二临空面(21)，所述第一临空面(11)形成所述第一沟槽(1)的一部分内壁面，所述第二临空面(21)形成所述第二沟槽(2)的一部分内壁面；在所述岩体的表面上设置施压装置(4)，所述施压装置(4)与所述试样(3)相对设置并向所述试样(3)施加压力；获取所述第一临空面(11)的变形量或变形过程以及所述第二临空面(21)的变形量或变形过程。2.根据权利要求1所述的原位试验方法，其特征在于，所述第一临空面(11)在所述第一沟槽(1)的延伸方向上的长度、所述第二临空面(21)在所述第二沟槽(2)的延伸方向上的长度、所述第一沟槽(1)在所述岩体的高度方向上的深度和所述第二沟槽(2)在所述岩体的高度方向上的深度均为X米，所述第一沟槽(1)在正交于所述第一临空面(11)的方向上的宽度为Y米，所述第二沟槽(2)在正交于所述第二临空面(21)的方向上的宽度为Y米，Y＝1.2Z，Z为预估的试样(3)的变形量，其中X、Y和Z均为大于0的常数。3.根据权利要求2所述的原位试验方法，其特征在于，所述X为大于等于9的常数。4.根据权利要求1所述的原位试验方法，其特征在于，所述在所述岩体的表面上设置施压装置(4)的步骤包括：在所述试样(3)的顶面选取承压区(31)，所述承压区(31)为具有O、A和B三个端点的三角形区域，其中端点0为所述第一临空面(11)、所述第二临空面(21)和所述试样(3)的顶面的交点，端点A位于所述第一临空面(11)上，端点B位于所述第二临空面(21)上，端点0和端点A之间的直线距离小于X米，端点O和端点B之间的直线距离小于X米，且端点0和端点A之间的直线距离与端点O和端点B之间的直线距离相同，并标记端点A和端点B连线的中点为C；在所述试样(3)的顶面覆盖承压板；在承压板上设置施压装置(4)，所述施压装置(4)的施压中心位于所述中点C上，所述施压装置(4)的至少部分支撑在所述岩体的表面上。5.根据权利要求1所述的原位试验方法，其特征在于，所述原位试验方法还包括以下步骤：在所述第一沟槽(1)内放置朝向所述第一临空面(11)的第一摄像装置；在所述第一临空面(11)上绘制第一网格(12)，所述第一网格(12)包括多条间隔排布的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：池津维，姚再兴，李磊，杨洋，刘堉杉，刘宁宁，马强，曹牧，李栋，李蕊，
申请(专利权)人：中煤科工能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：