【技术实现步骤摘要】
一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法及系统
[0001]本专利技术涉及建筑材料
,更具体的说是涉及一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法及系统。
技术介绍
[0002]目前,建筑行业发展迅速,作为基础建筑材料的河砂需求量巨大,但可用河砂资源严重短缺,制约了重大工程建设的推进速度。将隧道开挖产生的大量洞渣用于生产机制骨料成为改善这一现状的有效手段,同时对于建筑领域“双碳”目标的实现具有重大意义。隧道洞渣饱和抗压强度决定了其是否可用,但饱和抗压强度测试方法存在取样困难、制样复杂、预饱水耗时长等问题,且随着开挖深度的不同,隧道洞渣的岩性、力学性能、含水率等都会发生一定程度的变化。
[0003]超声波在材料探伤及无损检测方面应用广泛,具有频率高(>20kHz)、波长短(<2cm)的特点,因此对洞渣母岩中微小缺陷(节理)有较高敏感性,且超声波的主要能量集中于纵波,通过建立波速与力学性能的物理关系可以对其性能做出预测,因此可以将超声波作为洞渣母岩性能快速检测的参数。《岩石损伤特性与强度的超声波速研究》、《岩石力学试验中试样选择和抗压强度预测方法研究》等相关研究针对岩石强度和超声波波速建立了关系,但并未建立多料源的岩石性能评价方法,且取芯制样所需的时间较长,无法满足洞渣母岩性能快速检测的需求;《一种深井半井壁回路超声系统及岩体质量评价方法》应用超声波探测装置,分析计算岩体损伤因子和井壁围岩完整性系数,但是忽略了不同岩性声波速率的差异,且未能建立与岩石力学性能的规律;《一种基于波
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电协同的岩体宏观力学参数获取 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法,其特征在于,包括:确定隧道洞渣母岩岩性;基于不同岩性分别确定测试点位;在所述测试点位进行超声波波速测定,分别得到不同岩性的超声波波速;基于所述不同岩性的超声波波速得到对应的母岩岩性饱和抗压强度预测模型;基于所述饱和抗压强度预测模型得到对应的母岩岩性饱和抗压强度。2.根据权利要求1所述的一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法,其特征在于,所述隧道洞渣母岩岩性至少包括:变质岩、沉积岩和岩浆岩。3.根据权利要求2所述的一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法,其特征在于,基于不同岩性分别确定测试点位,具体包括:采用地质雷达测试不同岩性隧道洞渣母岩的声波速度;在同一岩性的同一工作面中测量多次所述声波速度后取平均值得到均值声波速度;选择均值声波速度下降不超过30%且表面不存在裂缝的测量点作为测试点位。4.根据权利要求3所述的一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法,其特征在于,在所述测试点位进行超声波波速测定,具体包括:同一岩性下每开挖10米测量一次超声波波速,同一开挖平面根据面积选择所述测试点位个数。5.根据权利要求4所述的一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法,其特征在于,基于所述不同岩性的超声波波速得到对应的母岩岩性饱和抗压强度预测模型,具体包括:变质岩饱和抗压强度预测模型UCS
b
:UCS
b
=0.026V
b
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55.993沉积岩饱和抗压强度预测模型UCS
c
:岩浆岩饱和抗压强度预测模型UCS
y
:UCS
y
=0.45V
y
‑
138.7其中,UCS
b
、UCS
c
和UCS
y
分别表示变质岩、沉积岩和岩浆岩的饱和抗压强度,V
b
、V
c
和V
y
分别表示变质岩、沉积岩和岩浆岩饱水状态下的超声波波速。6.根据权利要求5所述的一种隧道洞渣母岩力学性能预测方法,其特征在于,所述饱水状态为岩石表面有水渍或积水,此时V
b
...
【专利技术属性】
技术研发人员:李化建,温家馨,王振,董昊良,谢京谕,黄法礼,易忠来,杨志强,
申请(专利权)人:中国铁道科学研究院集团有限公司,
类型:发明
国别省市:
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