CN102445362B - 节理化岩体取样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种节理化岩体取样方法。本发明的目的是提供一种操作简单方便的节理化岩体取样方法，以避免取样过程中岩样受到扰动和损伤导致软弱结构面张开，从而获得包含有完整裂隙网络且能够正确反映岩体基本力学特性的岩体试样。本发明的技术方案是：节理化岩体取样方法，其特征在于步骤如下：a、选址；b、钻孔；c、保护；d、取样。本发明适用于直接测定岩体的基本力学特性，并用于评价节理岩体中洞室的稳定性评价。

Description

节理化岩体取样方法
技术领域
本发明涉及一种岩体取样方法，特别是一种节理化岩体取样方法，在节理化岩体中获取试验用岩样，为获取完整裂隙网络岩体试样和在室内试验进行岩体试验的提供了基础性的试验手段，可以用于直接测定岩体的基本力学特性，并用于评价节理岩体中洞室的稳定性评价。
背景技术
在漫长的地质演化过程中，完整的岩石受到各种各样的构造地质作用，从而产生了各种软弱结构面。而这些软弱结构面的存在大大降低了岩石本身的强度，甚至直接控制了整个地下洞室的稳定性，如何在试验室内获取代表岩体基本物理力学特征的岩样，并对之进行相关的试验测试，是亟需解决的问题。
目前，室内试验主要采用的岩样基本都是完整岩石，对于岩体的室内试验很少开展，即使进行含有裂隙的岩体试验，也仅仅限于单条或者两条的离散裂隙，并且仅仅限于小尺度岩体，无法获得包含有完整裂隙网络的大尺度岩体，导致对岩体的基本物理力学特性了解甚少，缺乏直接测试资料去评价在节理化岩体中开挖洞室的整体稳定性。
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操作简单方便的节理化岩体取样方法，以避免取样过程中岩样受到扰动和损伤导致软弱结构面张开，从而获得包含有完整裂隙网络且能够正确反映岩体基本力学特性的岩体试样。
本发明所采用的技术方案是：节理化岩体取样方法，其特征在于步骤如下：
a、选址：选定需要取样的位置，并去除表面覆盖层，直到岩体出露；
b、钻孔：利用钻机的套钻在选定取样位置进行钻进，形成仅底部与岩体连成一体的柱状岩样，并在钻进的同时向岩样与其周围岩体所围成的、宽度为5mm的筒状套孔内注水；
c、保护：将预制的壁厚为3mm、内径略小于岩样外径的透明圆柱形PVC薄膜套筒加热，使之膨胀，然后将其同轴套设于岩样外；
d、取样：待套筒冷却后挖除岩样周围的岩体，并在套筒表面施加一组环向支撑，同时在岩样顶部套上塑料泡沫避免在运输途中对产生破坏，然后利用人工的方法，将岩样底部切断；岩样取出后用塑料泡沫紧密包裹在岩样周边，杜绝与空气的接触，防止对其力学性能产生影响，并在岩样底部同样套上事先准备好的塑料泡沫，保护端部的完整性。
在步骤b的注水过程中需保持岩样处于静水压力状态，其静水压力为1m水头。
本发明的有益效果是：本发明在套钻完成后，将预制的大约3mm厚的透明PVC薄膜套筒加热使之膨胀，然后将其插入到套孔中，同轴包裹在岩样周围，待PVC套筒冷却后将紧贴在岩样上，并能对之施加一定的压力，而不需要黏合剂，从而避免了后续取样过程中岩样受到扰动而导致软弱结构面张开，进而保证了含有裂隙网络的岩体试样的完整性，为评价岩体的物理力学性质提供了可靠的依据。
附图说明
图1是本发明步骤a取样定位的示意图。
图2是本发明步骤b钻孔和注水的示意图。
图3是本发明步骤c安装薄膜套筒的示意图。
图4是本发明步骤d取样并设置保护措施的示意图。
具体实施方式
如图1-图4所示，本实施例的取样步骤如下：
a、选址：首先选定需要取样的位置，所选位置的岩体条件应该具有代表性，并且有利于钻孔施工；然后去除表面覆盖层，直到相对完整的岩体出露。
b、钻孔：利用钻机的套钻（一种筒状钻具）在选定的取样位置进行钻进，同时在钻进过程中通过钻具（即前述套钻，下同）内的空腔向钻进所形成的筒状套孔2内注水，以保证套孔2内适当的水循环，水压力通常采用1m的水头，以方便钻孔和冲刷掉周围松动的岩体，并将钻孔产生的泥沙冲洗到岩体的外部。钻进深度达到要求时，在岩体内形成一柱状岩样1，此时将钻具从套孔2内退出，并将岩样1留在原地，即该岩样仅底部仍与岩体连成一体，同时停止向套孔2内注水；钻进过程中所形成的套孔2的宽度为5mm，即岩样1圆周表面距离周围岩体的距离为5mm。钻进过程中，套钻必须保持稳定，直到能够相对位于其中的岩样1光滑地转动；同时在注水过程中，最好能使岩样1处于静水压力状态，以保证岩样1没有破裂损伤产生。
c、保护岩样：将预制的壁厚为3mm、内径略小于岩样1外径（相差约5mm左右）的透明圆柱形PVC薄膜套筒3加热（本例中利用70-90°C的热水对其进行加热），使之膨胀，然后将其插入套孔2中，同轴套设于岩样1外；待薄膜套筒3冷却便紧贴岩样1，与周围岩体隔离，并能够在岩样1周围施加一定的压力确保岩样1保持完整，最大限度的减小外部扰动队岩样1产生的影响。
d、取样：挖除岩样1周围的岩体，并在套筒3表面施加一组环向支撑4，该环向支撑应当整段岩样为对象进行布置，而不能仅仅在岩样1的某一段范围内施加环向支撑4，为岩样1提供更好的保护措施，但要避免施加过高的压力而压坏岩样1；同时在岩样1顶部套上塑料泡沫以防与空气接触影响其力学性能，并且由于岩样端部比较脆弱，更容易在运输和加工过程中产生不必要的破裂，因此必须重点保护，采用塑料泡沫包裹后可以有效避免岩样1在运输途中产生破坏；然后利用人工的方法，最好能够沿软弱结构面将岩样1底部切断，使岩样1与岩体完全分离；岩样1取出后用塑料泡沫紧密包裹在套筒3和环向支撑4外，杜绝岩样1与空气的接触，防止对其力学性能产生影响，进而影响试验结果，同时作为附加措施附加保护岩样的完整性；最后在岩样1底部同样套上事先准备好的塑料泡沫，保护端部的完整性。

Claims (2)

1.一种节理化岩体取样方法，其特征在于步骤如下：
a、选址：选定需要取样的位置，并去除表面覆盖层，直到岩体出露；
b、钻孔：利用钻机的套钻在选定取样位置进行钻进，形成仅底部与岩体连成一体的柱状岩样（1），并在钻进的同时向岩样（1）与其周围岩体所围成的、宽度为5mm的筒状套孔（2）内注水；
c、保护：将预制的壁厚为3mm、内径略小于岩样（1）外径的透明圆柱形PVC薄膜套筒（3）加热，使之膨胀，然后将其同轴套设于岩样（1）外；
d、取样：待套筒（3）冷却后挖除岩样（1）周围的岩体，并在套筒（3）表面施加一组环向支撑（4），同时在岩样（1）顶部套上塑料泡沫避免在运输途中对岩样（1）产生破坏，然后利用人工的方法，将岩样（1）底部切断；岩样（1）取出后用塑料泡沫紧密包裹在岩样（1）周边，杜绝与空气的接触，防止对其力学性能产生影响，并在岩样（1）底部同样套上事先准备好的塑料泡沫，保护端部的完整性。
2.根据权利要求1所述的节理化岩体取样方法，其特征在于：在步骤b的注水过程中需保持岩样（1）处于静水压力状态，其静水压力为1m水头。
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