CN104990866A - 一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角φ的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，步骤1：空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体；步骤2：通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；步骤3：根据直线形莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角。本发明一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，运用射钉枪测定钢排钉对于所测试岩石的贯入长度；建立钢钉贯入长度与粘聚力C和内摩擦角数值的对应关系；该方法工作可靠、结构简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，涉及岩石勘察试验领域。
背景技术
已有成熟的气冲式射钉器，它是利用空气压缩机产生气压作为动力，通过排气管传输到射钉枪，并以此推力将射钉打入建筑体的工具；射钉完成后可直接再次使用。
在岩质边坡设计计算时经常用到两个抗剪断强度参数：粘聚力C，内摩擦角现目前通常办法是通过岩石直剪试验、单轴压缩试验或三轴压缩试验确定。
制作相应的圆柱形试件，在某一侧限压应力(σ2＝σ3)作用下，逐渐对试件施加轴向压力，直至试件压裂，记录下压裂时的轴向压应力值就是该围压σ3下的σ1m。在围压不大时，并根据直线形莫尔强度包络线计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角
现有技术中岩石粘聚力C和内摩擦角获得存在的缺点需要进行岩石直剪试验、单轴压缩试验或三轴压缩试验等确定。试验试样的获取需要大量人力物力，而且比较繁琐。
发明内容
本发明提供一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，运用射钉枪测定钢排钉对于所测试岩石的贯入长度；建立钢钉贯入长度与粘聚力C和内摩擦角数值的对应关系；该方法工作可靠、结构简单、操作方便。
本发明所采用的技术方案是：
一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，包括以下步骤：
步骤1：空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体；
步骤2：通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；
步骤3：根据直线形莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角
所述步骤1中，空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小。
所述步骤1中，射钉枪的枪口与岩体垂直。
所述步骤3中，对于岩石，取中间岩芯制成试件，该试件用于做岩石常规三轴压缩试 验并分析数据。
岩石采用软岩或者有一定风化程度的砂岩。
本发明一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，技术效果如下：
1)、空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小，可变相的调节压强；空气压缩机可获取测的压强数值。
2)、为了测定的钢排钉对于所测试岩石的贯入长度数据更加精确，减少误差。岩石对象尽可能采用软岩或者有一定风化程度的砂岩，保证钢排钉能既射入岩体，又使钢排钉不完全没入岩体的状态，取得到有效射入值。
3)、射钉枪的枪口与岩体垂直，保证钢排钉射入岩体不弯曲，提高测定可靠度。
4)、想要得到某类岩石的岩石粘聚力C和内摩擦角可以不必要进行繁琐的试验才能够得到岩石粘聚力C和内摩擦角通过查表高效地查询到，简捷方便。
附图说明
图1是本发明测试流程图。
具体实施方式
一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，包括以下步骤：
步骤1：空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体。
步骤2：通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；岩石采用软岩或者有一定风化程度的砂岩。
步骤3：根据直线形莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角
所述步骤1中，空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小。
所述步骤1中，射钉枪的枪口与岩体垂直。
所述步骤3中，对于一岩块，取中间岩芯制成规格直径50mm,高度100mm的试件，并用于做岩石常规三轴压缩试验可以得到岩石三轴压缩强度σ1m和围压σ3并分析数据，根据直线型莫尔强度包络线计算公式可得:
设
则
式中，σ1m为岩石的三轴压缩强度；σ3为围压；C为岩石粘聚力；为岩石内摩擦角；σc、στ是为了表达式看起来简洁假设替代的。
计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角在钻孔旁边测得多组高强度钢排钉相对于所测岩石的贯入长度数据。分析钢排钉贯入长度，分别与岩石粘聚力C和内摩擦角的关系，建立钢钉贯入长度与软质岩石抗剪断强度参数粘聚力C和内摩擦角关联表，见表1所示：
表1 工程岩体分级、钢钉贯入深度与岩石抗剪断强度参数关系表
Claims (5)
1.一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体；
步骤2：通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；
步骤3：根据直线型莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角
2.根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，其特征在于，所述步骤1中，空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小。
3.根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，其特征在于，所述步骤1中，射钉枪的枪口与岩体垂直。
4.根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，其特征在于，所述步骤3中，对于岩石，取中间岩芯制成试件，该试件用于做岩石常规三轴压缩试验并分析数据。
5.根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，其特征在于，岩石采用软岩或者有一定风化程度的砂岩。
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