目錄TOC\o"1-1"\h\z\u前言 Ⅱ第一章巖體變形實(shí)驗(yàn) -1-第二章巖體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) -11-第三章巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) -25-第四章巖體聲波探測 -32-第五章回彈儀測巖體抗壓強(qiáng)度 -46-第六章地下硐室的圍巖分類 -53-地七章地下硐室工程地質(zhì)展示圖 -60-第八章圍巖的收斂變形實(shí)驗(yàn)…………………-64-第九章路基沉降觀察實(shí)驗(yàn)……-67-結(jié)束語 -70-附錄1 -71-

前言本次實(shí)習(xí)針對巖石巖體的工程地質(zhì)特性，巖體（石）基本力學(xué)性質(zhì)及地下開挖工程中巖體力學(xué)問題進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)探索。目的是鞏固加深理解課堂上所學(xué)知識，培養(yǎng)運(yùn)用理論知識解決實(shí)踐問題的能力；掌握實(shí)踐工作的辦法，如勘察、地質(zhì)調(diào)查、測繪等的辦法；培養(yǎng)在實(shí)踐中分析問題、解決問題的綜合能力。本次實(shí)習(xí)從7月27日開始到8月11日結(jié)束，為期16天，實(shí)習(xí)地點(diǎn)是位于風(fēng)景秀麗的長春市凈月潭森林公園附近的吉林大學(xué)巖體力學(xué)實(shí)習(xí)基地，參加人員有吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院級巖土工程、隧道工程、工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生。本次實(shí)習(xí)進(jìn)行的重要實(shí)驗(yàn)及項(xiàng)目有：巖體變形實(shí)驗(yàn)、巖體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、巖體聲波探測（硐室圍巖松動圈的聲波測試、聲波測井、圍巖分類的聲波測試）、運(yùn)用回彈儀測定巖石強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、硐室的工程地質(zhì)展示圖、圍巖的收斂變形實(shí)驗(yàn)、路基沉降觀察實(shí)驗(yàn)等9項(xiàng)內(nèi)容。各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)和辦法與實(shí)際工程相似,對畢業(yè)后工作含有很大的協(xié)助。編者8月12日第一章巖體變形實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膸r體變形實(shí)驗(yàn)是測定巖體在一定的荷載作用下變形特性指標(biāo)而進(jìn)行的巖體現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)測定巖體的變形模量（E0）、彈性模量（Ee）及變形系數(shù)（D）等巖石工程中不可缺少的巖體力學(xué)參數(shù)。巖體中由于多種構(gòu)造面的發(fā)育和分布，使其變形性質(zhì)遠(yuǎn)比巖石的變形復(fù)雜得多，因而巖體的變形不能由巖石的變形所替代，必須通過巖體變形實(shí)驗(yàn)測定其變形指標(biāo)，進(jìn)而研究巖體的變形規(guī)律。二．基本原理剛性承壓板法是通過剛性承壓板，施力于無限空間的巖體表表面，測量巖體變形的一種辦法。該辦法首先將巖體假設(shè)為均質(zhì)、持續(xù)、各向同性的彈性體。然后按照彈性理論中的布西涅斯克課題計(jì)算變形模量及彈性模量：式中：E0為巖體變形模量，Ee為巖體彈性模量；（MPa）W0為巖體的總變形，We為巖體的彈性變形；（mm）P按承壓板單位面積計(jì)算的壓力；（MPa）μ為巖體的泊松比，d為承壓板的直徑；（mm）。三．儀器設(shè)備如圖1-1共分為三部分：加壓系統(tǒng)、傳力系統(tǒng)、測試系統(tǒng):圖1-1測試儀器與設(shè)備安裝1—反力座；2—墊板；3—傳力柱；4—千斤頂；5—高壓油管1.加壓系統(tǒng)：雙油路千斤頂1臺；電動液壓油泵1臺；高壓油管及其接頭若干2.傳力系統(tǒng)：剛性承壓板：采用直徑為50.45cm、面積為2000cm2、厚度為3cm的圓形鋼板；墊板：3cm厚直徑不等的圓形鋼板若干，作為輔助承壓板，用作傳遞壓力；傳力柱：作傳遞壓力用，需足夠的剛度和強(qiáng)度，長度為3.測試系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)采用武漢巖海公司研制的RS-JYB樁基靜載荷測試分析系統(tǒng)。涉及：RS-JYB主機(jī)1臺、中繼器1臺、控制箱（控制電動油泵）1臺、位移傳感器8只、壓力傳感器1只、油路接口1套、連線若干、軟件1套。四．實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)1.準(zhǔn)備工作試點(diǎn)準(zhǔn)備1).試點(diǎn)巖體受力方向應(yīng)與工程巖體實(shí)際受力方向一致；2).試點(diǎn)的邊界條件應(yīng)滿足下列條件：承壓板邊沿至洞壁的距離不不大于承壓板直徑的1.5倍；相鄰試點(diǎn)承壓板邊沿之間的距離應(yīng)不不大于承壓板直徑的3倍；承壓板邊沿距洞口或掌子面的距離應(yīng)不不大于承壓板直徑的2倍；試點(diǎn)表面下列在承壓板直徑的3.0—3.5倍范疇內(nèi)的巖體巖性相似；3).試點(diǎn)范疇內(nèi)受擾動的巖體應(yīng)盡量去除干凈，去除的深度視巖體受擾動的程度而定；4).放置承壓板處的巖體表面宜加鑿平，巖面的起伏差普通不超出5mm，當(dāng)巖體破碎而達(dá)不到規(guī)定時，應(yīng)用砂漿填平，承壓板以外的巖體表面普通只規(guī)定大致平整，沒有松動巖塊或碎石即可；5).試點(diǎn)的頂板或后座的范疇，普通應(yīng)不不大于30×30cm2的面積為宜，反力座表面應(yīng)與試點(diǎn)表面平行，并規(guī)定表面平整；6).沖洗試點(diǎn)表面，對試點(diǎn)進(jìn)行編號，必要時進(jìn)行描述或拍照。2.安裝傳力系統(tǒng)1).清洗試點(diǎn)巖體表面，鋪一層水泥漿，放上剛性承壓板，輕擊承壓板，擠出多出水泥漿，并使承壓板平行于試點(diǎn)表面；2).在承壓板上放置千斤頂，加荷中心應(yīng)與承壓板中心重疊；3).在千斤頂上依次安裝墊板、傳力柱、墊板；4).安裝完畢后，可走去千斤頂稍加壓力，使兩端承壓板與試點(diǎn)表面及反力座表面緊密接觸，以避免傳力柱晃動或傾倒；5).應(yīng)使整個系統(tǒng)全部部件中心，保持在同一軸線上并與加壓方一致；6).應(yīng)確保系統(tǒng)含有足夠的剛度和強(qiáng)度。3.布置測量系統(tǒng)1）首先在試點(diǎn)兩側(cè)平行于洞軸線方向各安放測表支架1根，支撐形式以簡支梁為宜，跨度大小滿足邊界條件又含有足夠的剛度為準(zhǔn)。所謂測桿支架的邊界條件，是指支架支點(diǎn)與承壓板邊沿之間的距離不不大于承壓板直徑的1.5倍；2)在支架上通過磁性表座在承壓板上對稱布置四個位移傳感器或測表，測表安放規(guī)定以下：a.規(guī)定測表表腿與承壓板表面垂直。b.表腿伸縮自如，避免夾緊或松動。c.根據(jù)巖體的變形位移方向，留有足夠的位移量，盡量避免在測試過程中調(diào)節(jié)。d.測表安裝位置適宜，便于看表讀數(shù)。e.磁性表座支桿懸臂應(yīng)盡量縮短，以確保支桿有足夠的剛度。2.擬定加荷方式及加荷等級本次實(shí)習(xí)根據(jù)液壓千斤頂率定曲線、剛性承壓板面積并考慮到受壓巖石的強(qiáng)度，擬定最大荷載值為200KN，實(shí)驗(yàn)分為四級循環(huán)加荷：即：50KN、100KN、150KN、200KN，各級循環(huán)荷載的具體壓力設(shè)計(jì)以下：第一級：0，25，50，25，5（KN）第二級：5、25、50、75、100、75、50、5（KN）第三級：5、50、75、100、125、150、125、100、50、5（KN）第四級：5、50、100、125、150、175、200、175、150、100、50、0（KN）其中：25、75、125、175（KN）為加荷控制點(diǎn)，是為了提高實(shí)驗(yàn)精度而設(shè)立的；第一、二、三級循環(huán)卸荷不回零是出于安全考慮，避免傳力柱傾倒、頂板鋼板滑塌,避免造成人身傷害。3.變形穩(wěn)定原則以一定時間間隔變形相對變化為原則。在逐級一次循環(huán)加荷實(shí)驗(yàn)中，加荷后立刻測讀各點(diǎn)的變形量，并計(jì)算平均值，然后每隔5分鐘測讀一次變形量。各級壓力下的變形穩(wěn)定值原則為：相鄰兩次變形讀數(shù)之差ΔW0與該級壓力下第一次變形讀數(shù)與前一級壓力下最后一次變形讀數(shù)之差W0的比值不大于5%（ΔW0/W0＜5%）時，即可認(rèn)為該級荷載下的變形穩(wěn)定，繼續(xù)施加下一級荷載。RS-JYB系統(tǒng)是以一定時間內(nèi)變形的絕對變化值為原則，本次實(shí)驗(yàn)中每間隔5分鐘讀一次數(shù)，相鄰兩次變形讀數(shù)之差不超出0.1mm，則視變形穩(wěn)定。五．實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)中所得數(shù)據(jù)見（表1-1）表1-1巖體變形承壓板法實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表工程名稱試點(diǎn)位置試點(diǎn)編號試點(diǎn)巖性承壓板面積：cm2測試方式：半自動循環(huán)次數(shù)荷載壓力(KN)試點(diǎn)應(yīng)力(MPa)壓力表讀數(shù)(格)讀數(shù)時間（min）變形讀數(shù)（mm△Wo(mm)備注1234平均一級025/250.125250.230.190.210.210.2150/490.245490.580.470.460.50.2925/230.115230.570.440.450.49-0.01560.0360.540.420.460.47-0.02二級560.0360.540.420.460.470.4725/230.115230.560.430.460.480.0150/490.245490.610.490.490.530.0575/750.375750.770.640.610.670.14100/980.49980.920.770.710.80.1375/730.365730.860.770.710.78-0.0250/520.26520.830.740.690.76-0.02560.0360.720.630.680.67-0.09三級560.0360.720.620.680.670.6750/490.245490.80.670.630.70.0375/740.37740.90.760.70.730.03100/980.49980.940.810.740.830.1125/1230.6151231.030.880.790.90.07150/1480.741481.120.980.860.980.08125/1260.631261.110.970.850.980100/1020.511021.110.960.850.97-0.0150/520.26521.030.890.820.91-0.06560.0360.840.750.810.81-0.1四級560.0360.850.760.810.810.8150/480.24480.780.870.80.820.01100/990.495991.050.920.80.920.1125/1230.6151231.110.980.850.980.06150/1490.7451491.151.020.871.010.03175/1730.8651731.191.070.911.060.05200/1990.9951991.281.140.951.130.07175/1730.8651731.291.140.961.130150/1510.7551511.281.140.961.130100/1030.5151031.221.080.931.08-0.0550/520.26521.091.010.911.01-0.07570.03570.960.840.90.9-0.11實(shí)驗(yàn)人員：A組統(tǒng)計(jì)：李順審核：孟繁華測試日期：7月28日六．實(shí)驗(yàn)成果整頓繪制曲線根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整頓，繪制出巖體變形曲線，以下圖1-2：圖1-2逐級循環(huán)P-W0曲線2.參數(shù)計(jì)算按下式計(jì)算變形模量（E0）、彈性模量（Ee）及變形系數(shù)（D）：D=取巖石泊松比為0.25，將各級荷載下巖體的變形模量、彈性模量及變形系數(shù)列表以下：表1-2巖體的變形指標(biāo)0.2450.4900.7400.995參數(shù)荷載P1P2P3P4Wo(mm)0.50.80.981.13We(mm)0.030.130.170.23Wp(mm)0.470.670.810.9Ee(Mpa)3036.581401.501618.541608.55Eo(Mpa)182.19227.74280.77327.40D0.940.840.830.803.分析曲線類型及變形機(jī)理巖體變形曲線普通分為4種類型，即：直線型、上彎型、下彎型和S型，根據(jù)荷載曲線形狀，還能夠進(jìn)一步分為幾個亞類。不同的變形曲線類型反映出不同的變形機(jī)理及變形本質(zhì)，從而可分析巖體的地質(zhì)特性，如巖層組合、巖體構(gòu)造、風(fēng)化狀態(tài)、含水狀態(tài)、構(gòu)造特性等。本次實(shí)驗(yàn)所得曲線為上彎型（如圖1-3所示），彈性變形較小，塑性變形較大，在壓力作用下首先是節(jié)理裂隙的壓密變形，這一過程中巖體的變形量較大，曲線斜率較緩，卸荷后有較大的塑性變形。當(dāng)構(gòu)造面被壓密后，巖體轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓭r石材料變形為主，巖體剛度增大，曲線斜率變陡。每一級加壓曲線斜率隨加壓、卸壓循環(huán)次數(shù)增加而逐步增大，各級卸荷曲線較陡，在加荷后變形大部分不能恢復(fù)。每一級加壓、卸壓的變形系數(shù)D隨加壓、卸壓循環(huán)次數(shù)增加而變小，表明構(gòu)造面的塑性變形在總變形中占的比重在減小，巖體中的彈性變形在增大。曲線表明，巖體中解理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖體受構(gòu)造面影響大。第二章巖體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膸r體在工程荷載及地應(yīng)力作用下所發(fā)生的失穩(wěn)破壞其破壞機(jī)理有拉張破壞和剪切破壞兩種，其中剪切破壞機(jī)理占大多數(shù)，因此，巖體的強(qiáng)度其本質(zhì)重要是抗剪切強(qiáng)度。在多種研究巖體強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)辦法中，人們普遍認(rèn)為，工程巖體現(xiàn)場的原位強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)是擬定巖體強(qiáng)度的最直觀和客觀有效的辦法。二．實(shí)驗(yàn)原理巖體的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)普通是采用雙千斤頂法，即剪切面上的法向應(yīng)力和剪切力分別由兩個千斤頂施加。在不同的法向應(yīng)力（σ）作用下，巖體有與之對應(yīng)的不同的極限剪應(yīng)力（），按照庫侖定律，建立極限剪應(yīng)力與法向應(yīng)力的有關(guān)方程：即可擬定巖體的強(qiáng)度參數(shù)：f=tgφ—摩擦系數(shù)（φ為巖體的摩擦角）；C為巖體的內(nèi)聚力（構(gòu)造連接力）。C、φ值是巖體強(qiáng)度的重要指標(biāo)，它代表著巖體抵抗剪切破壞的性能。在實(shí)踐中，巖體的剪切破壞有三種狀況，一是相對完整巖體本身的剪斷破壞，這由巖體的整體強(qiáng)度所決定，涉及構(gòu)成巖體的巖石強(qiáng)度，巖體中節(jié)理裂隙的發(fā)育分布狀況，巖體的尺寸效應(yīng)，以及巖體賦存的環(huán)境因素（如地下水、地應(yīng)力等）；二是巖體與工程構(gòu)造物混凝土體之間的剪切滑動破壞，如混凝土壩體底面與壩基巖體之間的剪切滑動，這取決于巖體表層與混凝土構(gòu)造物之間的連接強(qiáng)度及兩者的構(gòu)造關(guān)系；三是沿巖體中各類軟弱構(gòu)造面發(fā)生的剪切滑動破壞，如巖體中的斷層面及斷層破碎帶、軟弱泥化夾層、軟弱巖脈、層間錯動帶等。絕大多數(shù)狀況下，巖體的失穩(wěn)破壞是由這些軟弱構(gòu)造面控制的，因此大多數(shù)狀況下巖體的強(qiáng)度事實(shí)上是巖體中軟弱構(gòu)造面的抗剪強(qiáng)度。針對上述三種巖體破壞的狀況，開展的巖體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)也分為：巖體抗剪斷強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，巖體與混凝土的連接體的抗剪斷實(shí)驗(yàn)，以及巖體中軟弱構(gòu)造面的抗剪實(shí)驗(yàn)。本章終點(diǎn)敘述軟弱構(gòu)造面的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。本章實(shí)驗(yàn)按照中華人民共和國國標(biāo)《工程巖體實(shí)驗(yàn)辦法原則》（GB/T50266—99）中對巖體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)制訂的原則和規(guī)定編寫。三.儀器設(shè)備加荷系統(tǒng)1）液壓千斤頂或液壓枕兩套，最大荷載應(yīng)不不大于100T；2）液壓油泵及高壓油管兩套；3）穩(wěn)壓裝置。2.傳力系統(tǒng)1）鋼墊板（厚度2-3cm）若干塊，涉及平板或楔形板；2）滾軸排一種；3）傳力住一套；3.測量系統(tǒng)1）不同量程的壓力表或壓力傳感器兩套；2）位移變形測量表（百分表量程10-30mm），或位移傳感器8-10個；3）磁性表座8-10個；4）測表支架，普通采用工字鋼或角鋼2根，長2-3m。圖2-1巖體剪切實(shí)驗(yàn)儀器裝備四．實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（一）.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作1.試體的制備本實(shí)驗(yàn)適宜在實(shí)驗(yàn)平硐中進(jìn)行，試件的加工制作應(yīng)符合以下規(guī)定：1)在巖體的預(yù)定部位制備試體，試體中構(gòu)造面剪切面積應(yīng)不不大于2500cm2，最小邊長應(yīng)不不大于50cm，試體高度應(yīng)不不大于最小邊長的1/2。2)試體間距宜不不大于試體邊長。3)采用平推法實(shí)驗(yàn)時，試體應(yīng)加式成四方體，千斤頂?shù)耐屏Ψ较驊?yīng)平行于剪切面的預(yù)定方向。（如圖2-2）圖2-2平推法實(shí)驗(yàn)4)試件受力一側(cè)與反力基座之間留有安裝千斤頂?shù)淖銐蚩臻g，采用平推法應(yīng)加工出千斤頂臥槽。5)對于構(gòu)造面上部巖體堅(jiān)硬、完整的試體，不需要制作混凝土保護(hù)套，試體表面應(yīng)加工平整，頂面應(yīng)平行于預(yù)定剪切面；對于破裂松動的試體，需要在試體周邊澆筑鋼筋混凝土保護(hù)套，或采用其它保護(hù)方法。保護(hù)套應(yīng)含有足夠的強(qiáng)度和剛度，保護(hù)套底邊要高出預(yù)定剪切面的上邊沿。6)對剪切面為傾斜的試體或有泥化夾層的試體，在加工制作時應(yīng)采用保護(hù)方法。7)實(shí)驗(yàn)可在試體為天然含水狀態(tài)下進(jìn)行，也可在人工浸水條件下進(jìn)行。8)每組實(shí)驗(yàn)試體的數(shù)量應(yīng)不少于5個，并應(yīng)使用同一組試體的形狀、尺寸盡量相似或相近。（二）.實(shí)驗(yàn)裝置的安裝儀器安裝如圖2-1所示：1.法向荷載系統(tǒng)的安裝在試體頂面鋪設(shè)一層砂漿或橡膠板，在墊層上放置與試體頂面面積大致相似的鋼質(zhì)墊板兩塊，并用水平尺找平，兩塊鋼墊板中間放置滾排軸，然后依次放置液壓千斤頂、傳力柱。傳力柱與反力基座之間放置圓形鋼墊板1-2塊，每塊厚約3cm，反力基座表面不平時用砂漿填平。整個法向荷載系統(tǒng)須與剪切面垂直，垂直合力須應(yīng)通過剪切面中心。安裝完畢后，可起動千斤頂稍加壓力，使整個系統(tǒng)緊密接觸，以保障實(shí)驗(yàn)安全。2.側(cè)向剪切荷載系統(tǒng)的安裝在試體受剪力一側(cè)用水泥砂漿粘貼一玦鋼墊板，墊板后依次放置傳力板、液壓千斤頂，千斤頂與反力基座之間視間距而定放置鋼墊板及傳力柱，反力基座表面不平時用水泥砂漿填平。平推法剪切荷載作用方向應(yīng)與剪切面平行，著力點(diǎn)與剪切面的距離不適宜不不大于剪切方向試體邊長的5%。3.測量系統(tǒng)的安裝荷載量測設(shè)備的安裝在荷載系統(tǒng)安裝時一并完畢。采用壓力表時，通過“三通”連接于千斤頂與油壓泵之間；采用壓力傳感器時，將傳感器放置在千斤頂與傳力柱之間。位移變形的量測可采用百分表或傳感器。首先在試體兩側(cè)（平行于剪切方向）各安放一工字鋼或角鋼支架，支架的支點(diǎn)應(yīng)在變形影響范疇以外。支架用螺栓固定牢固。將磁性表座固定在工字鋼或角支架上，磁性表座的支桿上安裝百分表或位移傳感器，并與試體的觸點(diǎn)相接觸。在試體的對稱部位分別安裝剪切位移和法向位移測表（或傳感器）各2只，用于測量試體的絕對位移變形。（三）實(shí)驗(yàn)加荷設(shè)計(jì)1.法向加荷設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)計(jì)不同法向荷載，本次實(shí)驗(yàn)法向荷載σ分5級：0.08MPa，0.16MPa，0.24MPa，0.32MPa，0.40MPa。剪切面上的正應(yīng)力P由下式計(jì)算：P=σ×A式中：A為剪切面面積。2.剪切荷載設(shè)計(jì)剪切荷載按預(yù)估的最大（極限）荷載分10級施加，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的最大剪切荷載，由庫侖定律知剪切面上的極限剪應(yīng)力與正應(yīng)力σ應(yīng)滿足下式：在正應(yīng)力σ由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)擬定的狀況下，需要根據(jù)剪切構(gòu)造面的實(shí)際狀況預(yù)估剪切構(gòu)造面的內(nèi)摩擦角φ及內(nèi)聚力C值，按預(yù)估的C、φ值及擬定的σ值代入上式即可求得對應(yīng)的極限剪應(yīng)力τc，再根據(jù)下式可擬定最大剪切荷載Q值：本次實(shí)驗(yàn)中預(yù)估C值為0.1MPa，φ值為30°(四).開始實(shí)驗(yàn)1.施加法向荷載同一組實(shí)驗(yàn)的每個試體分別施加不同的法向荷載，對于含有軟弱物質(zhì)充填的構(gòu)造面，最大法向荷載以不擠出充填物為宜。本組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法向荷載為：0.08MPa、0.16MPa、0.24MPa、0.32MPa、0.40MPa。對每個試體法向荷載分4-5級施加，每間隔5分鐘施加一級，并測讀每級加荷后的法向變形。加至最后一級荷載后，仍每隔5分鐘測讀變形值，當(dāng)相鄰兩次垂直變形之差不大于0.01mm時，即認(rèn)為垂直變形穩(wěn)定，然后施加剪切荷載。2.施加剪切荷載按預(yù)估的最大剪切荷載分10級施加，當(dāng)剪切位移明顯增大時，即某級加荷發(fā)生的位移變形不不大于前一級位移變形的1.5-2.0倍時，剪切荷載減半施加。剪切荷載的施加以時間控制，對于無軟弱物質(zhì)充填的構(gòu)造面，每間隔5分鐘逐級加荷；對于充填軟弱物質(zhì)的構(gòu)造面可根據(jù)位移變形大小，按10分鐘或15分鐘間隔逐加荷。加荷前后均需測讀位移變形值。試體剪斷后出現(xiàn)應(yīng)力降，這時應(yīng)持續(xù)加荷，當(dāng)試體沿剪切面基本以勻速位移運(yùn)動而剪切荷載也基本穩(wěn)定時，此荷載值可作為試體的殘存強(qiáng)度，這時停止加荷，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。本組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的剪切荷載等級為：0.03MPa3.實(shí)驗(yàn)后剪切面描述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先卸掉剪切荷載，再卸掉法向荷載，拆除實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。將剪斷后的試樣翻轉(zhuǎn)過來，測量剪切面面積，具體記述剪切面的破壞狀況，擦痕分布、方向及長度。測定剪切面起伏差，對構(gòu)造面中的充填物質(zhì)描述其成分、厚度，必要時應(yīng)測定充填物的物理性質(zhì)。繪制剪切面素描圖及剖面圖，并照像。五.資料整頓實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)如表2-1,表中各級法向荷載下的正應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ由下式計(jì)算得到：式中：F為剪切面面積，取0.35m2。根據(jù)表2-1中數(shù)據(jù)繪制構(gòu)造面壓縮過程中法向應(yīng)力與法向變形的關(guān)系曲線如圖2-3所示：表2-1法向應(yīng)力與垂直變形數(shù)據(jù)表法向分級荷載（KN）正應(yīng)力（MPa）垂直變形（0.01mm）平均值（0.01mm）280.0800511.5010722.50560.1616911021856.75181041222066.00840.24181291553484.00181351744492.751120.322115620856110.253017123271126.001400.403417126386138.504317127396145.7543171273125153.0043171273133155.0043171273135155.50圖2-3法向應(yīng)力與法向變形的關(guān)系曲線3.根據(jù)表2-2中數(shù)據(jù)，繪制法向應(yīng)力下的剪應(yīng)力與剪切位移及法向位移關(guān)系曲線（見圖2-4），擬定比例極限、峰值強(qiáng)度及殘存強(qiáng)度，評述曲線破壞類型。表2-2法向應(yīng)力下的剪應(yīng)力與位移關(guān)系表法向應(yīng)力下的剪應(yīng)力與位移關(guān)系表剪應(yīng)力水平位移（mm）1234平均(0.01mm)0.03130.0075000720.06700.0475000920.09830.09504001140.13400.6001350.16530.31259101460.0.670014101990.23233.9675171022100.25015.3100181030120.26807.9950181034130.26808.6225181043160.24579.10001810510.246620.000018107618121162181-17165181-1216918131821813219918158211圖2-4正應(yīng)力下剪應(yīng)力與剪切變形和法向變形關(guān)系曲線圖2-6σ-τ關(guān)系曲線由此擬定試體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、φ值。：C=0.03MPaφ=28.5°。5.實(shí)驗(yàn)后剪切面描述：剪斷面起伏差2~5cm，存在幾塊擦痕，該軟弱結(jié)垢面內(nèi)充填物含水量無變化，充填物厚度為2.2cm，成分為山體內(nèi)少有沙礫，試件局部水泥有掉小塊現(xiàn)象。圖2-7剪切面素描圖六．實(shí)驗(yàn)成果分析本次實(shí)驗(yàn)采用山體土作為填充物，目的是為以測以山體土為充填物的構(gòu)造面的抗剪強(qiáng)度，本組實(shí)驗(yàn)最后失敗，采用B組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為根據(jù)編寫本次報(bào)告，分析本組實(shí)驗(yàn)失敗因素與下列幾個因素有關(guān)：1.法向荷載的設(shè)計(jì)，若法向荷載設(shè)計(jì)過大，則試體可能被啃斷，或山體土被壓碎、試體直接被壓壞，若法向荷載設(shè)計(jì)過小，則構(gòu)造面會被輕松地剪壞，從而只能得到充填物的抗剪強(qiáng)度；2.剪應(yīng)力的分級施加，分級過大，且不能按實(shí)驗(yàn)時水平向的變形大小隨時調(diào)節(jié)施加等級，則可能得不到精確的峰值強(qiáng)度闡明：本組實(shí)驗(yàn)過程中有水滲入剪切面，實(shí)驗(yàn)失敗，借用B組數(shù)據(jù)表2-3巖體剪切實(shí)驗(yàn)（平推法）統(tǒng)計(jì)表巖體剪切實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表工程名稱：軟弱機(jī)構(gòu)面剪切破壞擬建實(shí)驗(yàn)試體編號：試體尺寸：50.43*69.7cm2剪切面積：3515cm2巖石名稱：構(gòu)造面厚度：構(gòu)造面起伏度：法向應(yīng)力（級）：預(yù)估摩擦角：30°預(yù)估內(nèi)聚力：0.1Mpa法向荷載(KN)正應(yīng)力(MPa)剪應(yīng)力(MPa)垂直變形（0.01mm）水平變形(0.01mm)1234平均1234平均1400.40.031343171273142157.25-1-100-0.5043171273144157.7510110.751400.40.067047171273146159.2554112.7549171273148160.2597214.751400.40.098352172273149161.501210316.5057172273154164.001715429.501400.40.134060172273157165.5026247315.0061172273165167.75343110520.001400.40.165361172273169168.75393611723.2561172273178171.005248151031.251400.40.61172273186173.005957191437.2561172273211179.2510196363567.001400.40.232361172294297206.00452442253275355.5061172256300197.25502494284307396.751400.40.250161172261304199.50518510300325413.2561172276317206.50654643400427531.001400.40.268061172305334218.00805795532560673.0061172331346227.50960946662630799.501400.40.268010141000700735862.2510801065700795910.00第三章巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膸r石的點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)是將巖石塊體置于一對點(diǎn)接觸的加荷裝置上，巖石破壞重要是呈劈裂破壞的性質(zhì)，破壞的機(jī)理是張破壞。用來測定巖石的抗拉強(qiáng)度，又根據(jù)巖石的抗拉強(qiáng)度與坑壓強(qiáng)度之間的內(nèi)在聯(lián)系，由點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)成果換算出巖石的抗壓強(qiáng)度。二．實(shí)驗(yàn)原理試件在一對點(diǎn)荷載作用下發(fā)生破壞，重要是由于加荷軸線上的拉應(yīng)力引發(fā)的，其破壞機(jī)制為張破裂。實(shí)驗(yàn)表明，不同形狀的試件在點(diǎn)荷載作用下，其加荷軸附近的應(yīng)力狀態(tài)基本相似，這為采用不同形狀及不規(guī)則試件進(jìn)行點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)提供了理論根據(jù)。點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)得出的基本力學(xué)指標(biāo)是點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)，其計(jì)算公式為：式中：P—作用于試件破壞時的荷載值（KN）；De—等效巖芯直徑（mm），對于采用的鉆孔巖芯徑向?qū)嶒?yàn)，（D—巖芯直徑），對于巖芯的軸向?qū)嶒?yàn)、方塊體以及不規(guī)則巖塊實(shí)驗(yàn)（A＝D·W，D—試件上、下兩加荷點(diǎn)間距離，W—試件破裂面垂直于加荷軸的平均寬度）。實(shí)驗(yàn)表明，同一種巖石當(dāng)試件尺寸不同時，對點(diǎn)荷載強(qiáng)度會產(chǎn)生影響，因此實(shí)驗(yàn)辦法原則中規(guī)定以D＝50mm時的點(diǎn)荷載強(qiáng)度為基準(zhǔn)，當(dāng)D值不等于50mm時，需對點(diǎn)荷載強(qiáng)度進(jìn)行修正，其修正公式為：Is(50)=F.Is式中：F—尺寸修正系數(shù)；M—修正指數(shù)，由同類巖石的經(jīng)驗(yàn)值擬定，1985年國際巖石力學(xué)協(xié)會（ISRM）建議m＝0.45，近似取m＝0.5。由點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)可進(jìn)一步記算出巖石的單軸抗壓強(qiáng)度（）及抗拉強(qiáng)度（）計(jì)算公式以下：三．實(shí)驗(yàn)儀器本次實(shí)驗(yàn)使用的是SDH8—2型點(diǎn)荷載儀。SDH8—2型點(diǎn)荷載儀構(gòu)造由框架、加壓系統(tǒng)和荷載測量系統(tǒng)等部分構(gòu)成。框架擬定容納試件的最大直徑為110mm。框架重要由底座、油缸、立柱、頂板和加荷錐頭構(gòu)成。加荷錐頭采用國際原則，錐頂角為60°，錐端部曲率半徑為5mm，油缸活塞移動的最大行程為50mm。加荷設(shè)備重要是手動油泵，通過高壓油管和快速接頭與油缸連接，手動油泵的加荷能力為70KN。荷載的量測采用壓力表，試件的尺寸量測用游標(biāo)卡尺。圖3-1SDH8—2型點(diǎn)荷載儀示意圖四．實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（一）試件制備1.試樣應(yīng)取自于工程巖體，含有代表性。可運(yùn)用鉆孔巖芯，或在基巖露頭、勘探抗槽探硐、巷道中采用巖塊。試件應(yīng)完整，在取樣及制備過程中避免產(chǎn)生裂縫。2.試件尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定：1)當(dāng)采用巖芯試件作徑向?qū)嶒?yàn)時，試件的長度與直徑之比不應(yīng)不大于1.0；作軸向?qū)嶒?yàn)時，加荷兩點(diǎn)距離與試件直徑之比為0.3~1.0；2)當(dāng)采用方塊體或不規(guī)則塊體試件時，加荷兩點(diǎn)距離宜為30~50mm；加荷兩點(diǎn)間距離與垂直于加荷軸向平均寬度之比為0.3~1.0，試件長度應(yīng)不大于加荷兩點(diǎn)間距離。3.若采用巖芯試件，每組實(shí)驗(yàn)試件數(shù)量應(yīng)為5~10個；采用不規(guī)則試件時，每組試件數(shù)量為15~20個。4.同組實(shí)驗(yàn)的試件應(yīng)保持基本相似的含水狀態(tài)及風(fēng)化（新鮮）狀態(tài)，以免使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的離散性。（二）開始實(shí)驗(yàn)1.首先用游標(biāo)卡尺測量試件的尺寸并統(tǒng)計(jì)；2.用高壓油管連接點(diǎn)荷載儀框架、壓力表、油缸與手動油泵；3.采用巖芯徑向?qū)嶒?yàn)時，將巖芯試件放在球端圓錐之間，使上、下錐頭與試件直徑兩端緊密接觸，接觸點(diǎn)距試件端面的最小距離應(yīng)不不大于加荷點(diǎn)間距的1/2。巖芯軸向?qū)嶒?yàn)時，將巖芯試件放在球端圓錐之間，使上、下錐頭位于巖芯試件的圓心工與試件緊密接觸。采用方塊體或不規(guī)則巖塊實(shí)驗(yàn)時，普通選擇試什最小尺寸方向?yàn)榧雍煞较颉０朐嚰湃肭蚨藞A錐之間，使上、下錐頭位于試件中心處并與試件緊密接觸，接觸點(diǎn)距試件自由端的距離應(yīng)不不大于加荷點(diǎn)之間距的1/2。4.用手動油泵均勻施加荷載，使試件在10~60秒內(nèi)破壞，統(tǒng)計(jì)破壞荷載。5.試件破壞后，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)與否有效，對于有效試件量測破壞面加荷點(diǎn)間距及垂直加工荷軸向的試件平均寬度。五．實(shí)驗(yàn)資料整頓1.按下式計(jì)算巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)（未修訂）。式中：Is—未經(jīng)修訂的巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)（MPa）；P—破壞荷載（N）；De—等價巖芯直徑（mm）。2.徑向?qū)嶒?yàn)時，應(yīng)按下列公式計(jì)算等價巖芯直徑De。或式中：D—加荷點(diǎn)間距離（mm）；D’—上下錐端發(fā)生貫入狀況下，試件破壞后的加荷點(diǎn)間距離（mm）。3.巖芯軸向及方塊體或不規(guī)則塊體實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)按下列公式計(jì)算等效巖芯直徑De。4.按下式計(jì)算點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)。Is(50)=F.Is式中：F—修正系數(shù)，可近似按公式計(jì)算。5.擬定巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度我國《工程巖體分級原則》（GB50218—94）中給出的巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度與點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)的換算關(guān)系式為：ISRM1985給出的建議式為：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)解決見表3-1：理論上去掉三個最大值三個最小值，取十組數(shù)據(jù)的平均值作為所求強(qiáng)度值，本次數(shù)據(jù)解決中由于同種巖性的巖石樣品局限性，故將表格中灰色部分明顯偏離的數(shù)據(jù)去掉，取十組數(shù)據(jù)計(jì)算平均值。實(shí)驗(yàn)中共測三種巖性巖石的點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)，分別為安山巖，砂巖，角閃花崗巖。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，去掉最大值最小值，分別求得三種巖性巖石的平局單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度以下：表3-1點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表試樣編組：1巖石名稱：安山巖試件形狀：不規(guī)則實(shí)驗(yàn)日期：1年7月27日D/cmL/cmP/KN等效直徑De2/cm2點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is/Mpa尺寸修正系數(shù)F修正后的荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)/Mpa抗拉強(qiáng)度Rt/MPa抗壓強(qiáng)度Rc/Mpa5.148.1024.4941.655.881.146.6814.3694.826.017.1519.6942.974.581.155.2511.2879.115.796.775.5039.221.401.121.573.3732.005.707.1617.7140.804.341.134.9110.5575.236.216.822.3742.390.561.140.641.3716.295.747.1617.8741.104.351.134.9210.5975.435.397.0523.2038.006.111.116.7814.5895.875.457.0520.2038.425.261.115.8512.5985.885.847.0719.2041.334.651.135.2711.3379.355.497.0619.5038.765.031.125.6112.0783.235.857.1718.0441.964.301.144.8910.5275.085.907.2020.9842.464.941.145.6412.1383.535.947.1718.5242.614.351.144.9710.6875.925.786.8514.5839.613.681.124.138.8866.115.796.8316.9039.554.271.124.7910.3073.92Rt=11.20MPaRc=81.58MPa表3-2點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表試樣編組：2巖石名稱：玄武巖試件形狀：巖芯實(shí)驗(yàn)日期：7月27日D/cmL/cmP/KN等效直徑De2/cm2點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is/Mpa尺寸修正系數(shù)F修正后的荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)/Mpa抗拉強(qiáng)度Rt/MPa抗壓強(qiáng)度Rc/Mpa6.144.946.5238.621.691.111.884.0536.674.874.694.8529.111.671.041.733.7234.444.206.382.9534.120.861.080.932.0121.695.477.625.4153.051.021.211.232.6526.674.836.754.9041.491.181.141.342.8828.434.886.071.4637.750.391.110.430.9212.094.807.384.4645.100.991.161.152.4625.283.796.267.1430.192.371.052.485.3345.095.479.142.6563.660.421.260.531.1314.095.947.935.0259.980.841.241.042.2423.534.248.662.2546.750.481.170.561.2114.834.475.4711.3531.173.641.063.858.2762.694.855.762.4935.570.701.090.761.6418.665.603.443.1024.531.261.001.262.7027.104.294.827.2326.352.741.012.785.9849.134.336.042.3733.310.711.070.761.6418.66Rt=2.32MPaRc=23.93MPa第四章巖體聲波探測巖體聲波探測是自20世紀(jì)70年代興起并發(fā)展的一種較新的探測技術(shù)。隨著道路、交通水利、水電礦山建設(shè)等各類地質(zhì)工程的大規(guī)模發(fā)展，工程的設(shè)計(jì)和施工對工程巖體的勘察提出了更高的規(guī)定，而傳統(tǒng)的工程地質(zhì)勘察辦法和手段難以滿足當(dāng)代工程量化評價的規(guī)定。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量當(dāng)代探測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并廣泛應(yīng)用于地質(zhì)工程的勘查與評價。聲波探測技術(shù)是運(yùn)用聲學(xué)的波動原理和辦法，通過激發(fā)彈性波在巖體中傳輸，作為巖體中多種信息的載體來反映巖體的各方面物理力學(xué)性狀。它含有測試快速、精確可靠、操作簡便、功效多樣、經(jīng)濟(jì)節(jié)省等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在解決眾多巖體工程問題方面發(fā)揮了及其重要的作用。現(xiàn)在，應(yīng)用聲波探測技術(shù)解決工程巖體問題只要涉及下列幾個方面：1.運(yùn)用聲波參數(shù)結(jié)合地質(zhì)因素對工程巖體進(jìn)行分類、分級；2.測定并換算得巖體的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，如動彈性模量，泊松比；3.運(yùn)用聲波來探測巖體中的多種缺點(diǎn)；4.在地下工程中，對硐室圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行評價，涉及松動圈范疇的測定、圍巖分類、施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，以及圍巖穩(wěn)定性的長久觀察。第一節(jié)洞室圍巖松動圈的聲波測定一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)用聲波探測技術(shù)探測由于應(yīng)力重分布而引進(jìn)的圍巖松動圈的范疇，為硐室支護(hù)提供重要根據(jù)。二．實(shí)驗(yàn)原理巖體與其它介質(zhì)同樣，當(dāng)彈性波通過巖體時要發(fā)生幾何衰減和物理衰減。巖體中不同力學(xué)性質(zhì)的構(gòu)造面?zhèn)鬏斅暡〞r要發(fā)生繞射、折射和熱損耗，使彈性波能量不停得到衰減而造成波速減少。彈性波的速度和巖體的聲學(xué)特性有關(guān)，它取決于巖石或巖體的動彈性模量Ed、泊松比μd及密度ρ。巖體中縱波波速可表達(dá)為：硐室圍巖處在重分布應(yīng)力狀態(tài)之中，在重分布應(yīng)力作用下其動彈性模量Ed、動泊松比μd以及密度ρ值都發(fā)生變化。和的變化造成巖體中縱波波速的變化。當(dāng)圍巖中應(yīng)力集中即應(yīng)力較高時，其波速相對較大，而在應(yīng)力松弛的低應(yīng)力區(qū)中巖體的波速相對減少。根據(jù)這個原理，對硐室圍巖的松動圈進(jìn)行聲波波速測試，然后結(jié)合圍巖的工程地質(zhì)條件對測得的巖體波速進(jìn)行分析，擬定圍巖與否產(chǎn)生松動及松動圈的范疇。三．儀器設(shè)備聲波儀一臺；圓管式換能器，采用跨孔測試時，接受和發(fā)射器各一種；標(biāo)有長度刻度的測量桿，若干米；注水設(shè)備；止水設(shè)備。四.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.首先選擇有代表性的圍巖硐段，在硐的橫剖面方向各打一組φ40mm鉆孔，分布在邊墻，頂拱和拱角等部位。每個測點(diǎn)可打2—3個測孔。孔間距離視巖體完整狀況而定，完整巖石可相距1—2m，破碎巖本可0.5—1.0m。每個測量剖面普通可打10—15個測孔，當(dāng)跨度較大可適宜增加孔數(shù)量。測孔深度應(yīng)根據(jù)硐室圍巖的巖性、完整程度、地應(yīng)力大小、硐室斷面等因素而定，普通應(yīng)穿過重分布應(yīng)力區(qū)，進(jìn)一步到巖體的天然應(yīng)力區(qū)內(nèi)的一段距離。2.向測孔內(nèi)注水，注滿測孔為止。（二）開始實(shí)驗(yàn)1.將聲波儀與換能器實(shí)施對的連接，若發(fā)射和接受換能器有標(biāo)記時，不可互用。2.對的接通電源，若用外接電源，注意一定不能正、負(fù)極接反，否則會燒壞儀器。3.開機(jī)并設(shè)定測試參數(shù)，根據(jù)硐室圍巖地質(zhì)狀況選擇發(fā)射脈寬及發(fā)射電壓，圍巖較完整時可選擇較小脈寬及低電壓，否則選用大脈寬及高電壓。4.先將發(fā)射及接受換能器插入測孔內(nèi)并注入耦合水，進(jìn)行“采樣”后，顯示屏出現(xiàn)波形，調(diào)節(jié)“采樣間隔”及“掃描延時”及“放大倍數(shù)”，使波形穩(wěn)定。5.將換能器從測孔中拔出，測孔中重新注水，然后從孔口向里每隔20cm進(jìn)尺，測讀聲時。測試過程中，應(yīng)始終保持測孔中注滿水，由于水是控頭與孔壁巖體間的耦合劑。6.待整個測孔測試完畢后，不拔出測桿和探頭，用軟盤沿測桿測量孔的產(chǎn)狀，即測孔的方位角和傾角，記下兩測孔之間的方位角差（α）和傾角差（γ）及孔口距離（s）。7.測試結(jié)束后，拔出探頭及測桿，按上述環(huán)節(jié)，測試不同方向分布的其它測孔。五．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及解決本次實(shí)驗(yàn)選擇測點(diǎn)一種，共三個測孔，1.按下列修正公式對孔距進(jìn)行修正：式中：S為修正測距；S′為孔口距離；L為測試深度。由式：p計(jì)算縱波波速，其中tp為縱波聲時。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及計(jì)算成果見下頁表4-1-1：表4-1-1.硐室圍巖松動圈測試統(tǒng)計(jì)表1#--2#測孔深度（cm）20406080100120140160180200220240260280300實(shí)際（修正）測距（cm）54.41355.85957.33858.84560.37861.93763.51965.12266.74568.38670.04571.71973.40875.11176.827縱波走時t(μS)103.2105.6106.8108109.2111112.2115.8117.6120121.2121.2121.2133.2126.6縱波波速Vp(km/s)5.2735.2905.3695.4495.5295.5805.6615.6245.6765.6995.7795.9176.0575.6396.068EF(cm)1.3952.7904.1855.5796.9748.3699.76411.15912.55413.94915.34416.73818.13319.52820.923DE(cm)1.3948672.7897334.18465.5794676.9743348.36929.76406711.1589312.553813.9486715.3435316.738418.1332719.5281320.923S(cm)α（rad）γ（rad）530.06980.06981#--3#測孔深度（cm）20406080100120140160180200220240260280300實(shí)際測距（cm）48.00448.01148.02048.03248.04748.06448.08348.10548.12948.15648.18648.21748.25248.28948.328縱波走時t(μS)90.694.2999697.297.298.4100.2102.6103.2103.2105.6107.4111120.6縱波波速Vp(km/s)5.2985.0974.8515.0034.9434.9454.8864.8014.6914.6664.6694.5664.4934.3504.007EF(cm)0.0030.0060.0090.0120.0150.0180.0210.0240.0270.0300.0330.0360.0390.0420.045DE(cm)0.3479820.6959651.0439471.391931.7399122.0878952.4358772.783863.1318423.4798243.8278074.1757894.5237724.8717545.219737S(cm)α（rad）γ（rad）4800.0174根據(jù)上表所計(jì)算得的波速，繪制縱波波速Vp與測點(diǎn)深度L的關(guān)系曲線（見圖4-1-2）圖4-1-2.波速與測孔深度關(guān)系曲線分析圖中曲線可知：硐口縱波波速較大，為應(yīng)力集中區(qū)，厚度為0.6m。進(jìn)入一段距離波速下降，為塑性松動帶，此區(qū)厚度為0，2m；再進(jìn)一步時，波速穩(wěn)定，為天然應(yīng)力帶，厚度為0.8m；后來波速下降，是由于巖體中裂隙發(fā)育的緣故。4.由芬納-塔羅勃公式計(jì)算圍巖塑性區(qū)厚度：式中：R0—硐室半徑，取值為1m；σ0—天然應(yīng)力，取值為500KPa；φ—構(gòu)造面內(nèi)摩擦角，取值為25°；c—構(gòu)造面內(nèi)聚力，取值為100kPa；Pa—硐室支護(hù)反力，取值為0。代入數(shù)值得：R1為1.564m。5.影響實(shí)驗(yàn)成果精度的因素：1)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)需選用含有代表性的試點(diǎn)，盡量地反映硐室圍巖的特性，如不能選用含有代表性的試點(diǎn)，則不能得到與實(shí)際情形想近的實(shí)驗(yàn)成果，最后給工程帶來損失；2)波形判讀時參數(shù)調(diào)節(jié)的影響：在巖體中測波速，波形比較復(fù)雜，有時候儀器自動判讀的數(shù)據(jù)并不精確，需人工根據(jù)波形狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這時會產(chǎn)生由于參數(shù)的選用不同、首波波形判讀的不同而帶來的差別。第二節(jié)聲波測井一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康穆暡y井是巖體聲波探測中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過聲波測井，能夠查明鉆孔所通過的各地層的層位、巖性、斷層破碎帶以及巖體的質(zhì)量等狀況。另外，聲波測井還對巖石風(fēng)化及裂隙發(fā)育程度作出定量評價。在一定條件下，聲波測井還可精確地測出軟弱夾層的埋深和厚度。二．實(shí)驗(yàn)原理聲波測井的原理是不同巖性和構(gòu)造特性的巖體含有不同的波速，與其它聲測辦法同樣，聲波測井通過發(fā)射換能器向巖體發(fā)射彈性波，再由接受換能器將巖體中傳輸?shù)膹椥圆ń邮芟聛恚@得彈性波的傳輸時間及頻譜特性，再結(jié)合被測鉆孔的地質(zhì)特性，對巖體進(jìn)行工程地質(zhì)評價。在進(jìn)行聲波測井時，把換能器放入鉆孔中的測試位置，鉆孔中注滿水或泥漿，以此作為耦合介質(zhì)。由發(fā)射換能器發(fā)出的聲波，一部分直接沿鉆孔軸線經(jīng)水傳輸至接受換能器，稱為直達(dá)波。另一部分經(jīng)孔壁反射而達(dá)成接受換能器的波，稱為反射波，反射波比直達(dá)波晚些達(dá)成。第三部分聲波自發(fā)射換能器發(fā)出后，以α角斜射至孔壁巖體內(nèi)，然后又以折射角β在巖體內(nèi)傳輸，當(dāng)β＝90°時，則聲波沿孔壁傳輸，稱為滑行波。滑行波又以α角入射至井內(nèi)水中，然后進(jìn)入接受換能器，這種波就是我們測井中所接受的波。由于根據(jù)滑行波的波速的變化，能夠理解對應(yīng)巖體的地質(zhì)特性及其物理力學(xué)性質(zhì)。為此，必須使滑行波首先達(dá)成接受換能器，才可能將它識別出來。這就需要在發(fā)射與接受換能器之間放有良好的隔音管，適宜調(diào)節(jié)發(fā)射換能器與接受換能器之間的直線距離。這是由于巖體和井液的波速差別很大，加之多種波在鉆孔中傳輸?shù)木嚯x和通過的介質(zhì)不同，因此只要使發(fā)射器與接受換能器之間不不大于某一距離，既可達(dá)成滑行波首先達(dá)成接受換能器的目的。聲波測井的辦法按換能器的組合方式，可分為一發(fā)一收式，一發(fā)二收式，二發(fā)二收式及全波列單孔波測井。本次實(shí)驗(yàn)采用一發(fā)二收式。一發(fā)二收法能夠消除井液對測試成果的影響見圖（4-1-1）由圖能夠看出tab＝tcd＝tef∵ts1＝t1+tab+tcd＝t1+2tabts2＝t2＋tab＋tef=t2＋2tab∴ts2－ts1＝t2－t1從而能夠得到巖體的波速為：圖4-2-1一發(fā)雙收式測井法式中：df—兩接受器之間的距離；ts1—聲波由發(fā)射換能器至第一種接受換能器的走行時間；ts2—聲波由發(fā)射換能器至第二個接受換能器的走行時間；Vp—接受換能器s1至s2之間巖體縱波波速。三．儀器設(shè)備本次實(shí)驗(yàn)采用的是武漢巖海公司生產(chǎn)的RS-ST01C非金屬聲波檢測儀。采用單孔測井換能器，是將發(fā)射和接受的圓柱式換能器用隔場材料組裝在一起的組合式換能器，采用一發(fā)二收式，兩個接受換能器的間距為20cm。四.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)1.連接儀器，兩個接受換能器電纜插頭分別與聲波儀上的“通道1”與“通道2”2.在“參數(shù)”菜單中將“模式”設(shè)定為“跨孔聲波”，；輸入文獻(xiàn)名，按人、機(jī)對話形式依次輸入“起點(diǎn)深度”、“移動方向”、“移動步距”、“收發(fā)間距”等參數(shù)，然后返回主菜單。3.在“狀態(tài)”菜單中設(shè)定“系統(tǒng)參數(shù)”，將“屏幕參數(shù)”中的“屏幕區(qū)數(shù)”設(shè)定為“2”，然后返回主菜單。4.鉆孔注滿水，以水為耦合劑；5.將換能器放入測孔中，點(diǎn)擊“采樣”功效鍵，即可進(jìn)行測試，根據(jù)屏幕上的波形，調(diào)節(jié)“采樣間隔”、“延遲時間”、“發(fā)射脈寬”以及“放大倍數(shù)”等參數(shù)，以求獲得抱負(fù)的波形曲線。然后貯存測試數(shù)據(jù)。6.按設(shè)定的步長從上至下移動換能器，可采集“波幅”和“主頻”參數(shù)，并進(jìn)行頻譜分析；7.整個孔測試完畢后，關(guān)機(jī)并拔掉換能器電纜插頭，儀器裝箱。五．資料整頓統(tǒng)計(jì)測試深度與所測得的波速值，見下表4-2-1表4-2-1.聲波測井統(tǒng)計(jì)表測試深度(m)（）縱波波速（Km/s）測試深度(m)（）縱波波速（Km/s）測試深度(m)（）縱波波速（Km/s）測試深度(m)（）縱波波速（Km/s）測試深度(m)（）縱波波速（Km/s）6550013.4303020.8172428.2161335.620836.2526313.6434821175428.4217435.825646.4434513.8454521.2204128.621283619236.6303014476221.4175428.8264136.221286.8476214.2625021.620832936.422227526314.4158721.8188729.2250036.621747.2454514.6142922277829.4263236.818187.4370414.8140822.2158729.619233724397.6434915149322.4146829.8192337.225007.8312515.2147122.6161330357137.425008454515.4238122.8162330.2196137.625648.2312515.6133323243930.4227337.825038.4344815.8135123.2384630.637043821288.6555616149323.4172430.8400038.219238.8270316.2149323.6166731174138.418879526316.4131623.8153831.2192938.617569.2526316.6147124196131.4158738.817869.4555616.8140824.2238131.643483921749.6333317204124.4333331.8384639.227789.8526317.2158724.6243932137639.4185210666717.4142924.8204132.2161339.6151510.2500017.6147125208332.4129939.8161310.4384617.8129925.2208332.6250040175410.6312518149325.4232632.8192340.2227110.8277818.2149325.6140833217440.4151511472618.4113625.8144933.2147140.6166711.2500018.6185226384033.4370440.8263211.4526318.8133326.2476233.6161341208311.6416719166726.4185233.8111141.2270311.8384619.2172426.6222234333341.4270312322619.4175426.834.2149341.6208312.2400019.627294134.4384641.8270312.4384619.8151527.2270334.6303042277812.6270320125027.4123534.8147142.2208312.8555620.2112427.6151535285742.4263213270320.4178627.8135135.2181842.6212813.2303020.6250028235635.4188742.82778速度與深度曲線見下頁圖五.實(shí)驗(yàn)成果分析1.波速與孔深曲線中波速波動的因素：1)不同的巖性會產(chǎn)生大的波速的波動，同種巖性的巖體中由于巖石的不均勻性而使波速產(chǎn)生波動；2)儀器自動判斷首波時的差別：同一種巖性的巖石中，首波強(qiáng)度可能不同，波幅超出門限的則被認(rèn)為是首波，波幅沒有超出門限則被跳過去。這樣在同一種巖性的巖石中測量時波的時強(qiáng)時弱的變化使聲時不同，計(jì)算出的波速則會不同。2.影響實(shí)驗(yàn)成果精度的因素有：1)耦合劑的影響：測井測得的彈性波在所測巖體中傳輸?shù)臅r間應(yīng)滿足t測＜L/V耦合劑的條件，當(dāng)不滿足這一條件時，必須設(shè)法減少井液中的波速。2)儀器參數(shù)調(diào)節(jié)的影響：測試時前幾個點(diǎn)應(yīng)注意調(diào)節(jié)放大倍數(shù)、延遲時間、采樣間隔、門限、基線等參數(shù)，以達(dá)成比較抱負(fù)的參數(shù)，在同一種巖性中可運(yùn)用調(diào)節(jié)好的參數(shù)測量，變化巖性后則要調(diào)節(jié)參數(shù)以重新獲得抱負(fù)的參數(shù)。當(dāng)參數(shù)調(diào)節(jié)不好時，就不能讀出比較精確的波速。3)雜波的影響：若實(shí)驗(yàn)時雜波很大，則可能會被儀器接受下來，而認(rèn)為是有效波，測試成果就不真實(shí)了。第五章回彈儀測巖體抗壓強(qiáng)度一實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕貜梼x是一種簡易輕便地質(zhì)人員可隨身攜帶，并能獲得定量指標(biāo)的“代錘工具”。這種儀器能夠?qū)浫酢⒉灰兹拥膸r石及風(fēng)化的裂隙壁面進(jìn)行原位測試，獲得定量指標(biāo)。建立巖石表面回彈值與巖石單軸抗壓強(qiáng)度之間的有關(guān)曲線和經(jīng)驗(yàn)公式，獲得巖石回彈值與貫入阻力、彈性模量等力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)之間的互有關(guān)系及經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，還可運(yùn)用回彈值和巖體地震波速、半波長相配合來評價巖體質(zhì)量，運(yùn)用巖體波速與回彈值進(jìn)行最優(yōu)地?cái)M定地下工程的開挖方式和支護(hù)類型。二．實(shí)驗(yàn)原理通過回彈儀的加荷桿沖擊巖石表面，其沖擊能量的一部分轉(zhuǎn)化為使巖石產(chǎn)生塑性變形的功，而另一部分能量則是沖擊桿的回彈距離——回彈值。巖石的表面硬度不同，其回彈值亦不同，回彈值越大表明巖石表面硬度越大，其抗塑性變形能力也越強(qiáng)，運(yùn)用巖石的硬度與其單軸抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，擬定巖石的抗壓強(qiáng)度。三．儀器設(shè)備回彈儀又稱回彈錘，國際通用型號：L、N、M三種，是按其錘擊動能的大小劃分的，它們的錘擊能量比為1∶3∶40，各型號的錘擊能量為：L型為0.735J；N型為2.207J；M型為29.420J。它們分別用于不同規(guī)格尺寸的試件。我國天津建筑儀器廠也生產(chǎn)相似型號的產(chǎn)品。HT100型回彈儀的錘擊能量為0.981J，屬小型。圖5-1HT225型回彈儀型回彈儀機(jī)構(gòu)示意圖圖中：1-彈擊桿；2—混凝土；3-體甲；4-指針滑塊；5-刻度尺；6-按鈕；7-中心導(dǎo)桿；8導(dǎo)向法蘭；9-蓋帽；10-卡環(huán)；11-尾蓋；12-壓力彈簧；13-掛鉤；14-沖擊錘；15-緩沖彈簧；16-彈簧拉鉤；17-彈簧座；18-密封圈；19-調(diào)節(jié)螺絲；20-緊周螺母；21-彈簧片；22-指針軸；23-固定塊；24-掛鉤彈簧。HT225型回彈儀的錘擊能量為2.207J，屬中型回彈儀，是現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的一種。HT3000型回彈儀的錘擊能量為29.420J，屬重型回彈儀，可用于大型、重型試體和完整、堅(jiān)硬的巖體。除以上三種型號外，還生產(chǎn)HT28型回彈儀：0.275J，也叫特輕型回彈儀或砂漿回彈儀。本次實(shí)驗(yàn)采用HT225型回彈儀（如圖5-1所示）。四．實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（一）實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1.回彈儀的原則狀態(tài)檢查質(zhì)量合格的回彈儀應(yīng)符合下列原則狀態(tài)的規(guī)定：1)當(dāng)回彈儀水平彈擊時，彈擊錘脫鉤的瞬間、回彈儀的標(biāo)稱動能應(yīng)與其型號相符。2)彈擊錘與彈擊桿碰撞的瞬間，彈擊拉簧應(yīng)處在自由狀態(tài)，此時彈擊錘起跳點(diǎn)應(yīng)對應(yīng)于刻度尺上的“0”處。3)在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上，回彈儀的率定值[N]應(yīng)為80±2。4)當(dāng)以上原則狀態(tài)檢查不含有條件時，在下列狀況下，應(yīng)把回彈儀送檢定單位校驗(yàn)：a.新回彈儀啟用前；b.超出檢定使用期限（使用期為一年）；c.累計(jì)彈擊次數(shù)超出6000次；d.彈擊拉簧、拉簧座、彈擊桿、緩沖壓簧、中心導(dǎo)桿、導(dǎo)向法蘭、彈擊錘、指針軸、指針片、掛鉤及調(diào)零螺絲等重要零件之一通過更換后；e.彈擊拉簧前端不在拉簧座原孔位或調(diào)零螺絲松動；f.遭受嚴(yán)重撞擊或其它損壞。2.測試試件和測試點(diǎn)區(qū)的選擇1).測試試件巖塊尺寸規(guī)定：在錘擊方向上巖塊的厚度應(yīng)不不大于10cm，錘擊面積不不大于20×20cm2。巖心的尺寸規(guī)定：長度和直徑的比為2:1或2.5:1，其長度不應(yīng)不大于10cm。室內(nèi)通過加工試件的尺寸應(yīng)為φ5×10cm；5×5×10cm，不適宜不大于對應(yīng)尺寸。2).巖體測試點(diǎn)區(qū)在工程地質(zhì)測繪的基礎(chǔ)上，選定需要測定回彈值的層位及范疇。應(yīng)盡量選擇回彈儀水平測試的測面。每一層位或相似巖性、同一巖體構(gòu)造類型中所選用的測試點(diǎn)區(qū)數(shù)應(yīng)不不大于10個。測試點(diǎn)區(qū)的巖體表面應(yīng)盡量清潔、平整和干燥。測試點(diǎn)區(qū)的面積，以能容納16個回彈測點(diǎn)為宜。測點(diǎn)不適宜重復(fù)，測點(diǎn)距試體棱角邊沿不適宜不大于3cm。（二）開始實(shí)驗(yàn)1.在做好以上實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作后來，即可操作回彈儀按下列環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.將回彈儀的彈擊桿頂住試體表面，輕壓儀器，使按鈕松開，彈擊桿緩緩緩緩伸出，并使掛鉤掛上彈擊重錘。3.手握回彈儀使其對測面緩慢均勻施壓，待彈擊錘脫鉤沖擊彈擊桿后，彈擊錘即帶動指針向后移動，直至達(dá)成一定位置時，即在刻度尺上批示出某一回彈值。4.按住回彈儀、進(jìn)行讀數(shù)并統(tǒng)計(jì)回彈值，如條件不利于讀數(shù)，可按下按鈕，鎖住機(jī)心，將回彈儀移至它處讀數(shù)。5.換個測試位置，重復(fù)上述環(huán)節(jié)即可進(jìn)行下個測點(diǎn)的測試。五．?dāng)?shù)據(jù)整頓1.測點(diǎn)數(shù)及取舍計(jì)算辦法國內(nèi)規(guī)程普通常采用的辦法，舍去測點(diǎn)區(qū)內(nèi)測得的16個回彈值中的3個最大值和3個最小值，然后將余下的10個回彈值按下列公式計(jì)算出平均回彈值：式中：N為測試點(diǎn)區(qū)平均回彈值，計(jì)算至0.1；Ni為第i個測點(diǎn)的回彈值。2.擬定巖石的單軸抗壓強(qiáng)度根據(jù)每個測試點(diǎn)區(qū)的N值和巖石的容重值，查表5-4（58頁）得巖石的單軸抗壓強(qiáng)度。成果見表5-2表5-2回彈實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表測定位置（m）測點(diǎn)編號回彈值（N）回彈平均值（N）α△Na修正后回彈數(shù)（N）巖石平均容重γ（g/cm3）單抽抗壓強(qiáng)度Rc（MPa）394143434446464748505246-190.746.72.510101344747484850505152525249.7-120.350130294246464647474848495046.917-145.982244040424344444546494944.220-1.342.970194243464646464747485146.225-1.544.778142324242627282828293226.921-1.9252392828293636363738383834.416-1.333.14041618181923242425262621.921-2.119.8213..實(shí)驗(yàn)成果分析1.回彈實(shí)驗(yàn)成果含有一定的隨機(jī)性，故需多次實(shí)驗(yàn)取平均值，以盡量地消除誤差，現(xiàn)對本次實(shí)驗(yàn)中八個測點(diǎn)，128個回彈值分析，分析成果見上表5-2。2.產(chǎn)生誤差的因素1)同一測點(diǎn)巖石的不均勻性，使測試成果含有一定的隨機(jī)性；2)測量時回彈儀不水平，而計(jì)算時按水平計(jì)算；3)實(shí)驗(yàn)時人為操作的因素，如加壓速率等因素的影響；第六章地下硐室的圍巖分類一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃淼兰案黝惖叵麻_挖工程（硐室）的圍巖由于巖石（巖性）、巖體構(gòu)造特性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水以及地應(yīng)力作用、風(fēng)化作用等地質(zhì)條件上復(fù)雜變化，使得圍巖巖體的質(zhì)量及工程地質(zhì)性質(zhì)各不相似，甚至差別懸殊，因而也使圍巖的穩(wěn)定性存在差別。從工程設(shè)計(jì)及施工的需要出發(fā)，有必要對圍巖的質(zhì)量及穩(wěn)定性進(jìn)行工程地質(zhì)分類。這種圍巖分類是經(jīng)濟(jì)有效地對圍巖進(jìn)行支護(hù)襯砌設(shè)計(jì)的重要根據(jù)，也是指導(dǎo)施工，保障施工安全并順利進(jìn)展的先決條件。聲波測試的應(yīng)用，使得圍巖分類由依賴于定性走向定量化，建立在系列化量化指標(biāo)基礎(chǔ)上的工程巖體分類更加科學(xué)合理，使工程建設(shè)科學(xué)決策、優(yōu)化設(shè)計(jì)、安全施工、效益經(jīng)濟(jì)。二．實(shí)驗(yàn)原理聲波（彈性波）在巖體中傳輸時，其速度、振幅頻率、波形等聲學(xué)特性對巖體的巖性、構(gòu)造面發(fā)育程度、風(fēng)化及應(yīng)力狀況有比較敏捷的反映。巖體愈堅(jiān)硬、完整、新鮮、地應(yīng)力越高，巖體波速愈高，反之亦反。現(xiàn)在在巖體分類的聲測中重要聲學(xué)指標(biāo)是聲波波速，根據(jù)波速能夠計(jì)算出一系列分類指標(biāo)，如巖體的完整性系數(shù)Kv，動彈性模量巖體風(fēng)華系數(shù)、巖石濕潤系數(shù)等。三．儀器設(shè)備巖體分類的重要聲測儀器是聲波檢測儀和喇叭式換能器。（1）螺栓；（2）晶片；（3）屏蔽罩；（4）配重；（5）鎖環(huán)；（6）輻射體；圖6-1喇叭式夾心換能器四．實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（一）.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備測試前根據(jù)巖性、節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、巖體構(gòu)造及風(fēng)化程度等地質(zhì)狀況，將巖體分成有代表性地段。然后根據(jù)典型的范疇，擬定測點(diǎn)數(shù)量及間距。(二).開始實(shí)驗(yàn)1.根據(jù)測試對象的具體狀況不同選擇不同的發(fā)射方式，對于較松散的巖體，應(yīng)采用外觸發(fā)發(fā)射方式，而較完整、新鮮的巖體，可采用脈沖發(fā)射方式；2.采用脈沖發(fā)射方式時，對巖體的測試應(yīng)選擇大功率、低頻率的換能器，而測試巖石時要選擇小功率、高頻率的換能器；3.將聲波儀與換能器實(shí)施對的連接，開機(jī)預(yù)熱；4.在“參數(shù)”菜單中將“模式”設(shè)定為“測砼強(qiáng)度”，輸入文獻(xiàn)名和“收發(fā)間距”，然后返回主菜單；5.在“狀態(tài)”菜單中設(shè)定“系統(tǒng)參數(shù)”，將“屏幕參數(shù)”中“屏幕區(qū)數(shù)”設(shè)定為“1”，然后返回主菜單；6.將黃油作為耦合劑涂抹在換能器前表面上，然后將換能器與巖體表面緊密接觸，必要時需稍加壓力；兩個換能器之間的距離，即收發(fā)間距約0.5~2.0m，碰到裂隙密集和軟弱巖體時其間距可近些；7.點(diǎn)擊“采樣”功效鍵，即可進(jìn)行測試，根據(jù)屏幕上的波形，調(diào)節(jié)“采樣間隔”、“延遲時間”、“發(fā)射脈寬”以及“放大倍數(shù)”等參數(shù)，以求獲得抱負(fù)的波形圖象。讀取縱波后在波形線上尋找橫波達(dá)成點(diǎn)，然后存貯測試數(shù)據(jù)；8.用尺子量取發(fā)射與接受換能器之間的距離，輸入聲波儀，計(jì)算出波速；9.按上述環(huán)節(jié)7—9逐點(diǎn)進(jìn)行測量，并做測試統(tǒng)計(jì)；10.在各典型地段采用完整巖石，測試其波速，方便計(jì)算多種參數(shù)。五．資料整頓1.按下列公式計(jì)算巖體縱波波速和橫波波速：2.按下列公式計(jì)算巖體的完整性系數(shù)：3.下列公式計(jì)算巖體（巖石）的動泊松比和動彈性模量：4.按照我國《工程巖體分級原則》（GB50218—94），按下式計(jì)算巖石的抗壓強(qiáng)度：5.按照我國《工程巖體分級原則》（GB50218—94），按下式計(jì)算巖石基本質(zhì)量指標(biāo)BQ：BQ=90+3+250式中：BQ—巖石基本質(zhì)量指標(biāo)—巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）—巖體完整性系數(shù)注意：使用本公式時，應(yīng)遵照下列條件：1）當(dāng)σcw＞90Kv＋30時，按σcw＝90Kv＋30進(jìn)行計(jì)算；2）當(dāng)Kv＞0.04σcw＋0.4時，按Kv＝0.04σcw＋0.4進(jìn)行計(jì)算。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)及分析成果見下頁表6-1表6-1圍巖分類聲波實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表測點(diǎn)編號測點(diǎn)位置（m）巖性收發(fā)間距L(cm)彈性波走時縱波波速Vp（km/s）￣Vp橫波波速Vs（km/s）￣VsKvμEd(Mpa)RcRc修正BQK1K2K3修正后的BQ巖體分級tp（us）ts（us）140砂巖44.5107.9189.34.1243.3072.3511.8890.4790.2582300.03010173.14290.10.40379Ⅲ28106.8172.82.6221.62032.5102.4191.53.1741.697235砂巖3795.8179.43.8623.0962.0621.6970.4200.2851896.42213067.83980.10.30358Ⅲ31138.7239.92.2351.2922681.5149.73.1901.737330砂巖2792.5168.42.9193.0721.6031.6740.4130.2891850.1158267.23950.10.30355Ⅲ3097.6181.33.0741.65533102.4187.13.2231.764425砂巖22.552.993.64.2534.2692.4042.3670.7990.2783668.87770101.95000.00.30470Ⅱ2767.2121.14.0182.2302555.1101.34.5372.468520砂巖2876139.83.6843.2992.0031.7940.4770.2902127.7877872.94280.10.30388Ⅲ35115.6210.23.0281.6652784.8157.43.1841.715615安山巖3188.1160.73.5193.3011.9291.7970.7100.2892132.6482393.93360.20.30286Ⅳ32118.92192.6911.46124651203.6922.000710安山巖2671.61313.6313.3281.9851.8180.7220.2872179.4354095.03900.10.30350Ⅳ2166.11203.1771.7502166.1122.23.1771.71885安山巖22100.2182.72.1962.0941.2041.1190.2860.300833.7422155.72240.40.30154Ⅴ2499.1187.12.4221.28322132.1253.11.6650.869第七章地下硐室工程地質(zhì)展示圖所謂展示圖就是沿著坑探工程側(cè)壁、頂（底）面所編制的地質(zhì)斷面圖，按一定的制圖辦法將三維空間的圖形展開。展示圖可將硐室的工程地質(zhì)信息比較全方面、完整地反映出來，如能夠客觀反映出硐體的巖性變化、構(gòu)造狀況和地下水的出露等地質(zhì)現(xiàn)象，是評價硐室圍巖穩(wěn)定性的科學(xué)根據(jù)。工程地質(zhì)勘探中慣用的坑探辦法有探槽、試坑、淺井、豎井（斜井）、平硐、石門（或平巷）等。一.硐室工程地質(zhì)展示圖的制圖辦法1.制圖的基本原理和辦法將硐壁分別以硐肩線為轉(zhuǎn)動軸，各自向外旋轉(zhuǎn)90°，即將立體的硐室展開為一種平面，然后運(yùn)用平行光投影原理由上向下將多種構(gòu)造面在硐內(nèi)的出露線以及各部的輪廓線投影到平面上，即為硐室展示圖。2.現(xiàn)場制圖的基本環(huán)節(jié)1)按硐室的重要展布方向和長度及精度規(guī)定，擬定硐室工程地質(zhì)展示圖的方位和比例尺。對大比例尺（1:200、1:100、1:50）的圖件，制圖的精度要達(dá)成能反映在圖內(nèi)占據(jù)2mm以上的地質(zhì)現(xiàn)象，對有一定延伸、并對硐體穩(wěn)定有重要意義的構(gòu)造面、構(gòu)造面，特別是軟弱夾層，如在圖中不夠2mm，可采用局部放大比例的辦法反映到圖上。另外，應(yīng)選擇好圖例符號，例如巖性符號、巖層面、節(jié)理面、