CN103031832A - 一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法 - Google Patents
一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103031832A CN103031832A CN2013100041685A CN201310004168A CN103031832A CN 103031832 A CN103031832 A CN 103031832A CN 2013100041685 A CN2013100041685 A CN 2013100041685A CN 201310004168 A CN201310004168 A CN 201310004168A CN 103031832 A CN103031832 A CN 103031832A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- test
- test specimen
- shear rheology
- shear
- specimen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种能够全面真实地反映岩体剪切流变特性的水电站软弱岩带剪切流变试验方法。该试验方法，包括以下步骤：首先，在平洞揭露的软弱岩带断层内进行开挖形成试验洞；然后在不扰动现场岩体力学性状的前提下，在试验洞内进行原状制样得到试件；接着将剪切流变试验的设备布置在试验洞内，并对试件进行剪切流变试验。由于现场选取试件可以选取具有代表性的、典型的软弱岩带的地质单元为试验对象，而且现场选取试件不用考虑运送时保存的问题，可以根据试验要求任意确定试件的尺寸大小，能够全面真实反映了试件效应尺寸和试验条件的真实性，进而能够全面真实地反映岩体剪切流变特性。适合在水利水电工程领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程领域，尤其是一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法。
背景技术
大型水电工程的坝基、高边坡、地下厂房洞室群在施工过程中将遇到大量地质结构面，岩体在持续不变的剪应力作用下，其变形随时间缓慢增长，在变形积累到一定程度时，岩体原来的静力平衡被破坏，将沿一些不利的结构面产生滑移，在变形增长和应力改变过程中，结构面的剪切强度产生损失，岩体从而会因流变破坏而失稳。岩体表现出的显著时间相关性对工程安全影响重大。软弱岩带在不同应力下剪切破坏历时的时间效应是坝基软弱岩带长期稳定性评价的基础试验资料，目前，对软弱岩带的剪切流变特性的研究，主要通过室内剪切流变试验来进行研究，即将需要测试的岩体做成试件运送到实验室进行剪切流变试验，由于软弱岩带的岩体较为松软，大尺寸的试件在运送时无法保存，因此，运送的试件的大小受到很大限制，由于试件尺寸效应和试验条件的影响，室内剪切流变试验研究成果无法全面真实地反映现场岩体的剪切流变特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够全面真实地反映岩体剪切流变特性的水电站软弱岩带剪切流变试验方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该水电站软弱岩带剪切流变试验方法，包括以下步骤：
A、在平洞揭露的软弱岩带断层内进行开挖形成试验洞；
B、在不扰动现场岩体力学性状的前提下，在试验洞内进行原状制样得到试件；
C、将剪切流变试验的设备布置在试验洞内，并对试件进行剪切流变试验。
进一步的是，在步骤B中，所述原状取样得到试件采用如下方式进行：首先，清除试验洞表面的松动岩体，凿出试件初始平面，选定试件所在的位置，然后开凿试件的四周岩体，最后浇筑钢筋混凝土形成保护罩进行养护。
进一步的是，在步骤C中，试验洞内的温度变化范围为±10℃。
进一步的是，所述试件的底部剪切面面积≥2500cm，试件最小边长≥50cm，试件高度＞推力方向试件边长的1/2。
进一步的是，在步骤C中，采用平推法对试件进行剪切流变试验。
进一步的是，在步骤C中，利用平推法对试件进行剪切流变试验的过程中，对多个试件同时进行剪切流变试验，每个试件采用不同大小的正应力进行试验，并且采用逐级增量加载的方法，每一正应力下采用多级剪切应力进行试验。
本发明的有益效果是：该水电站软弱岩带剪切流变试验方法是在平洞揭露的软弱岩带断层内的软弱岩带进行现场选取试件并进行试验，由于现场选取试件可以选取具有代表性的、典型的软弱岩带的地质单元为试验对象，而且现场选取试件不用考虑运送时保存的问题，可以根据试验要求任意确定试件的尺寸大小，能够全面真实反映了试件效应尺寸和试验条件的真实性，进而能够全面真实地反映岩体剪切流变特性，而且可操作性和实用性较强，具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
该水电站软弱岩带剪切流变试验方法，包括以下步骤：
A、在平洞揭露的软弱岩带断层内进行开挖形成试验洞；
B、在不扰动现场岩体力学性状的前提下，在试验洞内进行原状制样得到试件；
C、将剪切流变试验的设备布置在试验洞内，并对试件进行剪切流变试验。
该水电站软弱岩带剪切流变试验方法是在平洞揭露的软弱岩带断层内的软弱岩带进行现场选取试件并进行试验，由于现场选取试件可以选取具有代表性的、典型的软弱岩带的地质单元为试验对象，而且现场选取试件不用考虑运送时保存的问题，可以根据试验要求任意确定试件的尺寸大小，能够全面真实反映了试件效应尺寸和试验条件的真实性，进而能够全面真实地反映岩体剪切流变特性，而且可操作性和实用性较强，具有显著的经济效益和社会效益。
在上述实施方式过程中，在步骤B中，所述原状取样得到试件的方法可以是多种多样的，只要最后能够得到规定要求的试件即可，作为优选的方式是：所述原状制样得到试件采用如下方式进行：首先，清除试验洞表面的松动岩体，凿出试件初始平面，选定试件所在的位置，然后开凿试件的四周岩体，最后浇筑钢筋混凝土形成保护罩进行养护。这种方式可以优选具有代表性的、典型的软弱岩带的地质单元为试验对象，并且利用保护罩进行养护，可以得到完整的试件，确保最后得到的剪切流变特性更加准确。
为了得到更加准确的岩体剪切流变特性，在步骤C中，试验洞内的温度变化范围保持在±10℃内，同时，在试验过程中，还要对试件进行保湿处理，保证全面真实地反映岩体剪切流变特性。
进一步的是，为了全面真实地反映岩体剪切流变特性，一般要求试件的尺寸越大越好，但，试件尺寸越大，施工难度就越大，因此，为了在全面真实地反映岩体剪切流变特性的前提下，最大限度的降低施工难度，所述试件的底部剪切面面积≥2500cm，试件最小边长≥50cm，试件高度＞推力方向试件边长的1/2，优选的，所述试件的尺寸优选为500mm×500mm。
另外，在步骤C中，采用平推法对试件进行剪切流变试验，这种试验方式所需时间非常长，能够更加真实的反应软弱岩带断层的流变特性，同时可以收集所有相关的试验资料。
再者，在步骤C中，利用平推法对试件进行剪切流变试验的过程中，对多个试件同时进行剪切流变试验，每个试件采用不同大小的正应力进行试验，并且采用逐级增量加载的方法，每一正应力下采用多级剪切应力进行试验。根据试验测取的剪切流变变形量，得出每一级正应力和剪应力下的剪切流变位移和时间的关系，得到等时应力～应变曲线。岩体长期强度是岩体在长期恒定的外载荷作用下，发生流变现象的临界应力值，当外载荷大于或等于某一定值时，岩体的流变变形会持续变大并最终发生破坏；当载荷小于某一定值时，岩体的流变变形速率会随时间的推移逐渐变小，流变变形也会慢慢趋于收敛，岩体不会发生破裂，这个应力水平的临界值就可以称为岩体的长期强度。通常情况下，一般选取五个试件五级正应力进行试验，每级正应力对应一个试件，每一正应力下采用至少8级剪切应力进行，剪切破坏前每一剪切应力至少7天，完成一组一般要历时280天，利用等时应力～应变曲线，可以准确的得出长期剪切流变强度，能够更加真实的反应软弱岩带断层的流变特性，同时可以收集所有相关的试验资料。
Claims (6)
1.一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法，其特征在于包括以下步骤：
A、在平洞揭露的软弱岩带断层内进行开挖形成试验洞；
B、在不扰动现场岩体力学性状的前提下，在试验洞内进行原状制样得到试件；
C、将剪切流变试验的设备布置在试验洞内，并对试件进行剪切流变试验。
2.如权利要求1所述的水电站软弱岩带剪切流变试验方法，其特征在于：在步骤B中，所述原状取样得到试件采用如下方式进行：首先，清除试验洞表面的松动岩体，凿出试件初始平面，选定试件所在的位置，然后开凿试件的四周岩体，最后浇筑钢筋混凝土形成保护罩进行养护。
3.如权利要求2所述的水电站软弱岩带剪切流变试验方法，其特征在于：在步骤C中，试验洞内的温度变化范围为±10℃。
4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的水电站软弱岩带剪切流变试验方法，其特征在于：所述试件的底部剪切面面积≥2500cm，试件最小边长≥50cm，试件高度＞推力方向试体边长的1/2。
5.如权利要求4所述的水电站软弱岩带剪切流变试验方法，其特征在于：在步骤C中，采用平推法对试件进行剪切流变试验。
6.如权利要求5所述的水电站软弱岩带剪切流变试验方法，其特征在于：在步骤C中，利用平推法对试件进行剪切流变试验的过程中，对多个试件同时进行剪切流变试验，每个试件采用不同大小的正应力进行试验，并且采用逐级增量加载的方法，每一正应力下采用多级剪切应力进行试验。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100041685A CN103031832A (zh) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | 一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100041685A CN103031832A (zh) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | 一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103031832A true CN103031832A (zh) | 2013-04-10 |
Family
ID=48019192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013100041685A Pending CN103031832A (zh) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | 一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103031832A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106339545A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-18 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于非连续变形分析的岩体流变模拟方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4854175A (en) * | 1988-02-29 | 1989-08-08 | The Research Foundation Of State University Of New York | Simple shear device for testing earthen materials and powders |
| CN201145658Y (zh) * | 2007-07-26 | 2008-11-05 | 河海大学 | 便携式现场和室内两用直剪试验仪 |
| CN103758113A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-04-30 | 中化二建集团有限公司 | 一种格栅围箍抗液化地基加固方法 |
-
2013
- 2013-01-07 CN CN2013100041685A patent/CN103031832A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4854175A (en) * | 1988-02-29 | 1989-08-08 | The Research Foundation Of State University Of New York | Simple shear device for testing earthen materials and powders |
| CN201145658Y (zh) * | 2007-07-26 | 2008-11-05 | 河海大学 | 便携式现场和室内两用直剪试验仪 |
| CN103758113A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-04-30 | 中化二建集团有限公司 | 一种格栅围箍抗液化地基加固方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张强勇等: "大岗山坝区岩体现场剪切蠕变试验及参数反演", 《岩土力学》 * |
| 王宇等: "坝基软弱夹层剪切流变及其长期强度试验研究", 《第8次全国岩石力学与工程试验及测试技术学术交流会论文集》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106339545A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-18 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于非连续变形分析的岩体流变模拟方法 |
| CN106339545B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-05-10 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于非连续变形分析的岩体流变模拟方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jia et al. | Energy evolution of coal at different depths under unloading conditions | |
| Jiang et al. | Rockburst characteristics and numerical simulation based on a new energy index: a case study of a tunnel at 2,500 m depth | |
| Yin et al. | Study on the influence of joint spacing on rock fragmentation under TBM cutter by linear cutting test | |
| Li et al. | In situ monitoring of rockburst nucleation and evolution in the deeply buried tunnels of Jinping II hydropower station | |
| Gao et al. | Analytical elasto-plastic solution for stress and plastic zone of surrounding rock in cold region tunnels | |
| CN107036917B (zh) | 深部围岩岩爆冲击倾向性的室内试验方法 | |
| Song et al. | Measures for controlling large deformations of underground caverns under high in-situ stress condition–a case study of Jinping I hydropower station | |
| Wu et al. | Unloading deformation during layered excavation for the underground powerhouse of Jinping I Hydropower Station, southwest China | |
| Tian et al. | Relaxation behavior of argillaceous sandstone under high confining pressure | |
| Han et al. | Bearing failure mechanism of rock-socketed monopile foundation for offshore wind turbine in weathered-granite seabed | |
| Shengjun et al. | Top coal flows in an excavation disturbed zone of high section top coal caving of an extremely steep and thick seam | |
| CN103031832A (zh) | 一种水电站软弱岩带剪切流变试验方法 | |
| Ren et al. | Performance of the reinforced right abutment slope of Zipingpu Dam during magnitude 8.0 earthquake, Wenchuan, China | |
| Xie et al. | Research of roof anchorage rock beam bearing structure model of extra‐large width open‐off cut and its engineering application in a coal mine, China | |
| Zhang et al. | Numerical and experimental investigation on hydraulic fracturing for offshore wind turbine rock-socketed pile foundation construction | |
| Zhao et al. | Experimental study on mechanical properties of deep buried granite under different confining pressures | |
| Cao et al. | Mechanical response analysis and safety assessment of shallow-buried pipeline under the influence of mining | |
| Li et al. | Stability Analysis of Slope Based on Limit Equilibrium Method and Strength Reduction Method. | |
| Han et al. | Thick‐Anchored Dual‐Layer Locking Supporting Technique in Gob‐Side Entry Driving with the Narrow Pillar: A Case Study | |
| SUN et al. | Elasto-plastic analysis of circular tunnels in jointed rock masses satisfy the Hoek-Brown failure criterion | |
| Wu et al. | Research on the Extraction Technology of Gas‐Integrated Working‐Face in Close Coal Seam Mining in Permafrost Area | |
| Sun et al. | Research on the Stability of Dam Foundation of a Sluice Dam Project in the Pearl River | |
| Cui et al. | Field test on deformation control of weathered carbonaceous slate tunnel in high geostress | |
| Liu et al. | Numerical simulation on time-dependent behavior and long-term safety analysis of soft rock tunnel under seepage condition | |
| Li et al. | Creep mechanical properties of granite under combined axial compression and water pressure and support characteristics of surrounding rock |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: The North Qingyang District of Chengdu City, Sichuan Province, No. 610072 Applicant after: Chengdu Hydroelectric Investigation & Design Institute of SPC Address before: The North Qingyang District of Chengdu City, Sichuan Province, No. 610072 Applicant before: Chengdu Hydroelectric Investigation & Design Institute of China Hydropower Consu |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHENGDU HYDROELECTRIC INVESTIGATION + DESIGN INSTITUTE OF CHINA HYDROPOWER CONSU TO: CHENGDU HYDROELECTRIC INVESTIGATION + DESIGN INSTITUTE OF SPC |
|
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: The North Qingyang District of Chengdu City, Sichuan Province, No. 610072 Applicant after: Co., Ltd of Chengdu survey and design academy of electricity Jian group of China Address before: The North Qingyang District of Chengdu City, Sichuan Province, No. 610072 Applicant before: Chengdu Hydroelectric Investigation & Design Institute of SPC |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHENGDU HYDROELECTRIC INVESTIGATION + DESIGN INSTITUTE OF SPC TO: CHINA POWER GROUP CHENGDU INVESTIGATION DESIGN + RESEARCH INSTITUTE CO., LTD. |
|
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130410 |