岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法技术

本发明专利技术属于工程地质和岩土工程领域，具体公开了一种岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法，其能够在不扰动、不破坏边坡的形貌、不对其开挖、完全留住全部风化、卸荷岩体的条件下，对岩质边坡表浅部强风化、强卸荷带的岩体原地开展大型变形模量测试，以获取相关的岩体力学参数；本发明专利技术所采用方法通过选择测试场地，加固测试场地，浇筑试验承压板，凿钻反力装置安装孔以及波速测试孔，安装反力装置，安装空心千斤顶、上锁头、变形传感器，加载变形试验，最后根据获得的参数对强风化、强卸荷岩体变形模量进行计算，以期得到岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量，进而利用其对边坡地质灾害进行判断与防治。治。治。

【技术实现步骤摘要】
岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法


[0001]本专利技术涉及工程地质和岩土工程领域，尤其是适用于岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法。

技术介绍

[0002]位于岩质边坡表浅部强风化、强卸荷带的岩体破碎，卸荷拉裂普遍，完整性差，岩体变形模量和强度参数明显降低，故岩质边坡表浅部强风化、强卸荷带是边坡变形破坏、失稳下滑的主要地带之一，也是地质灾害发生频繁的地带，更是工程建筑上可否利用或挖除的地带。获取这部分岩体的变形模量和强度参数是作好岩质边坡上修建各类工程建筑的基础，如同构建的混凝土建筑物不知道混凝土的强度一样，将面临大的风险，当前边坡地质灾害防治就是在这种状况下，用估计或经验的变形模量和强度参数开展工作。
[0003]通常为获取上述真实力学参数，必须采用岩体力学试验中的变形试验以及大剪试验；但由于风化卸荷带岩体位于地表，而现场大型岩体力学试验
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变形试验和大剪试验需要施加数十吨或近百吨的法向加载力，不能以巨厚的山体作为反力的支撑岩体，则需建造大吨位斜向的反力台，但由于大部分边坡是较陡倾斜角的边坡面，在上面建造大吨位斜向的反力台面临巨大的安全风险，故无法直接按照此类方法进行力学参数获取；若采用开挖试验平硐，在平硐中进行试验，则需要挖除表层风化卸荷强烈的关键性岩体，无法获取到较为准确的参数数据。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决技术问题是：提供一种能够在岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体上原地开展现场大型变形模量测试获得岩体变形模量的方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：确定测试场地，获取初始地形坐标；选择测试场地后，除去测试场地表面的杂草以及浮土；
[0007]步骤二：加固测试场地，获取加固后的地形坐标；通过在测试场地上喷射混凝土进行测试场地加固；
[0008]步骤三：浇筑试验承压板，获取试验承压板坐标；
[0009]步骤四：凿钻反力装置安装孔以及波速测试孔；
[0010]步骤五：安装反力装置；
[0011]步骤六：安装空心千斤顶、上锁头、变形传感器；
[0012]步骤七：加载变形试验；
[0013]以单循环方式逐级加载
‑
卸载完成变形试验；
[0014]步骤八：计算强风化、强卸荷岩体变形模量；
[0015]设各级荷载压力为q；泊松比为μ；圆形承压板直径D；承压板在各级荷载压力下产
生的变形量W，承压板上的反力装置测试孔直径d；
[0016]则强风化、强卸荷岩体变形模量E为：
[0017][0018]进一步的，在步骤一、步骤二和步骤三中坐标获取方式采用三维激光扫描获得。
[0019]进一步的，在步骤二中，加固测试场地所喷射的混凝土厚度为3
‑
5cm。
[0020]进一步的，利用步骤二中所使用的用于加固测试场地的混凝土制备室内试样Ⅰ。
[0021]进一步的，在步骤三中，承压板长轴方向与边坡水平方向一致。
[0022]进一步的，利用步骤三种所使用的承压板浇筑混凝土制备室内试样Ⅱ。
[0023]进一步的，在步骤四中，所述反力装置安装孔安装在承压板垂直边坡面方向；所述波速测试孔的连线可包络混凝土承压板及下部岩体。
[0024]进一步的，步骤八中，承压板为矩形；设矩形承压板面积为F，则矩形承压板用等面积换算为圆形承压板直径D：
[0025]本专利技术的有益效果是：提供一种岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法，在不扰动、不破坏边坡的形貌、不对其开挖、完全留住全部风化、卸荷岩体的条件下，对岩质边坡表浅部强风化、强卸荷带的岩体原地开展大型变形模量测试，以获取相关的岩体力学参数。
附图说明
[0026]图1：试验装置安装示意图；
[0027]图2：试验装置结构示意图。
[0028]附图标记为：1
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场地加固混凝土层，2
‑
反力装置安装孔，3
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声波孔，4
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空心千斤顶，5
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承压板，6
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变形传感器，7
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厚垫板，8
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上锁头，9
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钢筋，10
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反力装置锚头。
具体实施方式
[0029]本专利技术岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法包括以下步骤：
[0030]步骤一：选择测试场地，获取初始地形坐标。
[0031]以不扰动、不破坏边坡的形貌、不对其开挖、完全留住全部风化、卸荷岩体为试样制作的宗旨，选择3
×
5m的场地作为测试场地，并去除其表面杂草、浮土，以三维激光扫描获得初始地形坐标。
[0032]步骤二：加固测试场地，获取加固后的地形坐标。
[0033]在测试场地上喷射3
‑
5cm厚最高强度混凝土，具体可采用1000号水泥，再进行三维激光扫描得到加固后的地形坐标，同时利用该混凝土制备用于室内测定模量试样Ⅰ，试样具体可为混凝土小方块，用于测定该混凝土的弹性模量，进而了解和评价强风化、强卸荷带对变形模量计算的影响。
[0034]步骤三：浇筑试验承压板，获取试验承压板的坐标。
[0035]所浇筑的承压板长轴方向与边坡水平方向一致，据规范要求，变形试验承压板面积应大于2000cm2，因强风化、强卸荷岩体不均匀性差，本实施例按2个承压板4000cm2适当加
大至5000cm2，固在已加固好的测试场地上选择100
×
50cm且长轴方向与边坡水平方向一致的试验场地，浇筑厚度10cm左右的最高强度混凝土或最高强度钢纤维混凝土，在试验场地中间放置很薄的隔板，将其分成两块50
×
50cm的承压板5，并预留多组利用该混凝土制备的室内测定模量试样Ⅱ，试样具体可为混凝土小方块，待浇筑最高强度混凝土板凝固后，再次利用三维激光扫描获得试验承压板的坐标，并以多次坐标资料计算混凝土板的总厚度即第一次喷射混凝土厚度以及浇筑的试验承压板厚度之和，掌握混凝土板真正厚度，用于判断承压板的刚度，为之后的有限元分析奠定基础。
[0036]步骤四：凿钻反力装置安装孔以及波速测试孔。
[0037]在承压板上按正交方位即垂直边坡面方向钻凿2个深度5
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6m、直径6
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7cm的反力装置安装孔，并测定2个反力装置安装孔的声波波速；为保证各波速测试孔连线可包络混凝土承压板及下部岩体，在承压板长边界的外侧钻6个深度5m左右、直径4
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6cm的波速测试孔，并测定6个波速测试孔的波速，为以后用声波评价模量也留下声波数据。
[0038]步骤五：安装反力装置。
[0039]如附图2所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法，包括以下步骤：步骤一：确定测试场地，获取初始地形坐标；选择测试场地后，除去测试场地表面的杂草以及浮土；步骤二：加固测试场地，获取加固后的地形坐标；通过在测试场地上喷射混凝土进行测试场地加固；步骤三：浇筑试验承压板，获取试验承压板坐标；步骤四：凿钻反力装置安装孔以及波速测试孔；步骤五：安装反力装置；步骤六：安装空心千斤顶、上锁头、变形传感器；步骤七：加载变形试验；以单循环方式逐级加载
‑
卸载完成变形试验；步骤八：计算强风化、强卸荷岩体变形模量；设各级荷载压力为q；泊松比为μ；圆形承压板直径D；承压板在各级荷载压力下产生的变形量W，承压板上的反力装置测试孔直径d；则强风化、强卸荷岩体变形模量E为：2.如权利要求1所述的岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法，其特征在于：在步骤一、步骤二和步骤三中坐标获取方式采用三维激光扫描获得。3.如权利要求1所述的岩质边坡表浅部强风化、强卸荷岩体原地变形模量测试方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁，肖海斌，钟辉亚，聂德新，李旭，彭书良，范长选，余政兴，赵海忠，汤冠雄，魏大川，陈强，韩爱果，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司成都理工大学，
类型：发明
国别省市：