CN103308399A - 不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法。本发明的目的是提供一种不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，克服室内试验的局限性和单一性。本发明的技术方案：a、开挖辅助洞，利用辅助洞开挖试验洞；b、试验洞内划分若干个支护试验区，各支护试验区的长度以及支护试验区之间间隔均不小于1倍试验洞洞径；c、各支护试验区内布置不同支护***进行支护；d、通过辅助洞向试验洞一侧开挖若干***孔，***孔平行于试验洞，且到试验洞洞壁的距离为1倍试验洞洞径，各***孔内填充***；e、同时起爆所有装药部位，***后观察围岩状态、支护***破坏情况，以评价不同支护***在抵抗外界冲击荷载作用下的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，主要适用于深埋地下岩石工程领域。
背景技术
目前我国深埋地下工程发展迅速，但在开挖过程中尤其是在脆性岩石中，地应力和岩体强度之间的尖锐矛盾极有可能导致岩爆的发生。岩爆是开挖导致的岩体内能量释放和通过震动波传播时产生的一种围岩破坏现象，岩爆控制就是努力避免这种破坏的产生。其中的途径有两个，一是降低能量释放的强度；二是加强围岩的抗冲击能力，即在冲击荷载作用下仍然保持良好的稳定状态，具体措施就是对存在岩爆危害的局部部位进行处理，加强岩体的抗冲击能力，在岩爆不可避免的情况下，围岩依然能保持稳定或者尽可能降低破坏程度和范围。
目前支护普遍采用喷锚支护的方式，即锚杆加喷混凝土的方式，所不同的是锚杆和混凝土的类型。比如涨壳式预应力锚杆、普通砂浆锚杆、锥形锚杆、水胀式锚杆，混凝土类型则根据不同标号、不同掺合料可以进一步细分。目前对于不同支护单元的力学特性以及应对岩爆时所发挥的作用，仍然停留在室内试验阶段，只是单纯的对锚杆或者混凝土的力学性能进行试验，并没有考虑到不同支护单元之间的相互配合以及支护单元和围岩之间的耦合作用，很难体现出现场的实际情况。
对于地质条件复杂的深埋地下工程，单纯依靠实验室的研究成果显然无法满足工程的实际需要，支护***与围岩之间的相互作用力在实验室内很难做出合理的评估，而在冲击荷载作用下的力学性能试验也只限于支护单元，无法进行***的评价，特别是随着工程开挖周围应力环境的不断演化，对于工程的实际影响的评估更加困难。把试验室成果转化为现实工程中的设计方案，还有很多工作要做，其中的基础性工作就是了解各支护单元在冲击荷载作用下的工程特性和作用，评价不同支护单元组合成支护***的适用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，以克服现有技术中室内试验的局限性和单一性，更加贴近工程实际情况，为现场支护设计提供最直接的参考依据。
本发明所采用的技术方案是：不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，其特征在于步骤如下：
a、在施工现场开挖辅助洞，然后利用该辅助洞开挖试验洞；
b、在试验洞内划分若干个支护试验区，并保证各支护试验区的长度以及相邻两支护试验区之间的间隔均不小于1倍的试验洞洞径；
c、在各支护试验区内分别布置不同的支护***进行支护；
d、通过辅助洞向试验洞一侧开挖若干***孔，各***孔均平行于试验洞，且到试验洞洞壁的距离为1倍的试验洞洞径，然后在各***孔内填充***；
e、同时起爆所有装药部位，***后观察围岩状态、支护***破坏情况，以评价不同支护***在抵抗外界冲击荷载作用下的适用性。
所述试验洞的开挖尺寸与地下工程的实际开挖尺寸相同。
所述辅助洞与试验洞垂直布置。
本发明的有益效果是：直接将试验布置在工程施工现场，通过对岩爆能量和位置的准确判断来确定***的位置和装药量，尽可能重现现场实际岩爆发生所产生的冲击作用，使试验更加贴近工程实际情况；同时在试验洞的不同区域内布置不同的支护***，考察各支护***在相同冲击荷载作用下所发挥的作用，更有利于评价支护***的适用性，弥补了现场缺少评价方法的缺陷，为支护设计提供了最直接的参考依据。
附图说明
图1是本发明的平面图。
图2是本发明的立面图。
具体实施方式
本实施例通过在工程施工现场直接施作不同的支护***，考察在同样冲击力荷载的作用下支护***的破坏情况，来评价支护***对围岩承载能力的改善和对围岩破坏程度的降低。
如图1、图2所示，本实施例的具体施工步骤如下：
a、在施工现场开挖辅助洞1，然后利用该辅助洞开挖试验洞2；本例中，所述辅助洞1与试验洞2垂直布置，且试验洞2的开挖尺寸与现场地下工程的实际开挖尺寸保持1：1的比例，并且隧洞轴线也与现场保持一致，以便更真实准确地评价岩爆的影响。
b、在试验洞2内划分若干个支护试验区，并保证各支护试验区的长度以及相邻两支护试验区之间的间隔均不小于1倍的试验洞2洞径；本例共划分三个支护试验区。
c、在各支护试验区内分别布置不同的支护***进行支护（根据现场岩爆发生的强度、频率、时间等因素以及现场有条件提供的支护单元组合成不同的支护***），本例中三种支护***分别为水胀式锚杆+普通混凝土+挂网的形式、涨壳式预应力锚杆+钢纤维混凝土的形式、普通砂浆锚杆+仿钢纤维混凝土的形式。
d、通过辅助洞1开挖若干***孔3，各***孔3与试验洞2均位于辅助洞1的同一侧，且平行于试验洞2布置，各***孔3到试验洞2洞壁（距离***孔较近一侧的洞壁）的距离为1倍的试验洞2洞径，如果现场有条件开展微震监测并且能够准确确定震源位置与隧洞的相对关系，则根据微震监测成果确定的岩爆震源位置来布置***孔3，使***孔3尽量与震源位置保持一致；然后在各***孔3内填充***，***量可以通过岩爆释放的能量转化得到。
e、同时起爆所有装药部位，***后观察围岩状态、支护***破坏情况，以评价不同支护***在抵抗外界冲击荷载作用下的适用性；即***后围岩稳定性越好、支护***破坏越少，则表明该支护***在抵抗外界冲击荷载作用下的适用性越强；反之***后围岩稳定性越差、支护***破坏越多，则表明该支护***在抵抗外界冲击荷载作用下的适用性越弱。
Claims (3)
1.不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，其特征在于步骤如下：
a、在施工现场开挖辅助洞（1），然后利用该辅助洞开挖试验洞（2）；
b、在试验洞（2）内划分若干个支护试验区，并保证各支护试验区的长度以及相邻两支护试验区之间的间隔均不小于1倍的试验洞（2）洞径；
c、在各支护试验区内分别布置不同的支护***进行支护；
d、通过辅助洞（1）向试验洞（2）一侧开挖若干***孔（3），各***孔（3）均平行于试验洞（2），且到试验洞（2）洞壁的距离为1倍的试验洞（2）洞径，然后在各***孔（3）内填充***；
e、同时起爆所有装药部位，***后观察围岩状态、支护***破坏情况，以评价不同支护***在抵抗外界冲击荷载作用下的适用性。
2.根据权利要求1所述的不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，其特征在于：所述试验洞（2）的开挖尺寸与地下工程的实际开挖尺寸相同。
3.根据权利要求1或2所述的不同支护***在冲击荷载作用下的适用性评价试验方法，其特征在于：所述辅助洞（1）与试验洞（2）垂直布置。
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