CN103837366A - 一种围岩内裂隙网络可视化取样方法 - Google Patents
一种围岩内裂隙网络可视化取样方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103837366A CN103837366A CN201410085097.0A CN201410085097A CN103837366A CN 103837366 A CN103837366 A CN 103837366A CN 201410085097 A CN201410085097 A CN 201410085097A CN 103837366 A CN103837366 A CN 103837366A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- country rock
- sampling method
- crack
- epoxy resin
- fill orifice
- 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
Images
Abstract
本发明涉及一种围岩内裂隙网络可视化取样方法。本发明的目的是提供一种操作简单、成本较低的围岩内裂隙网络可视化取样方法，以有效避免钻孔取芯过程中对岩芯造成的二次损伤，保证损伤区内岩芯的真实的完整裂隙网络。本发明的技术方案是：一种围岩内裂隙网络可视化取样方法，紧贴围岩筑有衬砌，在围岩开挖损伤区中钻设有灌注孔，其特征在于：灌注孔孔口设有封隔器，灌注孔内置有穿过封隔器的灌注管和回浆管，其中灌注管一端需穿过衬砌并保证入岩10cm，另一端接灌注容器，灌注容器连通氮气罐，所述灌注容器上接有数据采集用计算机和监测容器压力的压力表。本发明适用于地下工程领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种围岩内裂隙网络可视化取样方法。适用于地下工程领域。
背景技术
地下工程开挖以后围岩会出现损伤和应力重分布现象，尤其是在高应力条件下，围岩的损伤更加严重。根据相关的研究成果，损伤包括开挖方法如爆破释放的能量冲击围岩形成的损伤、围岩应力重分布及其他因素如温度和湿度变化等导致裂隙扩展形成的损伤，损伤的存在必定导致裂隙的扩展。完整的真实的裂隙网络对研究损伤区特征具有非常重要的作用。
损伤区特征研究的两个关键问题是评价和取样。在加拿大URL建设过程中在几个试验场地对围岩开挖损伤演化过程进行了系统研究，围岩损伤采用了多种方法进行评估，如钻爆法开挖以后的残余爆破孔半孔率、可见裂纹形态和数量的描述、可见破坏形态、波速变化、地下水渗透性变化、透气性变化、声发射测试等，综合这些成果对URL特定条件下的围岩损伤演化过程有了比较全面的认识，但这些技术手段都不能直接对围岩内部裂隙特征进行描述，对围岩的裂隙网络没有一个直观的认识，其中根本的原因还是在取样过程中，由于开挖卸荷作用围岩产生新的裂隙或者饼化，无法真实再现围岩内部的裂隙网络，也就对围岩内部的真实状态没有清晰的认识。
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、成本较低的围岩内裂隙网络可视化取样方法，以有效避免钻孔取芯过程中对岩芯造成的二次损伤，保证损伤区内岩芯的真实的完整裂隙网络。
本发明所采用的技术方案是：一种围岩内裂隙网络可视化取样方法，紧贴围岩筑有衬砌，在围岩开挖损伤区中钻设有灌注孔，其特征在于：灌注孔孔口设有封隔器，灌注孔内置有穿过封隔器的灌注管和回浆管，其中灌注管一端需穿过衬砌并保证入岩10cm，另一端接灌注容器，灌注容器连通氮气罐，所述灌注容器上接有数据采集用计算机和监测容器压力的压力表；
所述围岩内裂隙网络可视化取样方法步骤如下：
a、在已经形成的围岩开挖损伤区中钻取一个灌注孔；
b、利用灌注孔向裂隙中灌注环氧树脂，该环氧树脂中混有荧光材料；
c、待环氧树脂完成聚合反应后，且抗拉强度达到5MPa，在灌注孔的基础上同轴钻设套孔，取出套孔内岩芯；
d、利用紫外线灯观察所取岩芯的完整裂隙网络，记录裂隙的数目、方位角、密度和迹长。
每15L环氧树脂中混入20g荧光材料。
所述荧光材料具体采用紫外光源用荧光粉。
所述环氧树脂的灌注压力由加压的氮气提供，灌注压力为0.2~0.5MPa。
所述环氧树脂注入岩石中时其温度控制在10~15℃，聚合反应时间1~1.5h。
所述灌注孔孔径30~50mm，孔深1.0~1.5m；所述套孔孔径220~270mm。
本发明的有益效果是：通过向裂隙中灌注环氧树脂可以有效避免钻孔取芯过程中对岩芯造成的二次损伤，保证损伤区内岩芯的真实的完整裂隙网络，并且利用荧光材料可以在紫外线下对裂隙网络进行直接的观察和记录，现场操作简单，造价低廉，可以为研究损伤区内裂隙网络的分布提供最直接的依据。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中紧贴围岩1筑有衬砌5，在围岩开挖损伤区中钻设有灌注孔2，灌注孔2穿透衬砌，在灌注孔2孔口位置设置封隔器11，灌注孔2内置有灌注管6和回浆管7，其中灌注管6的一端穿过衬砌5并保证入岩10cm，另一端穿过封隔器11接灌注容器8，灌注容器8连通氮气罐10；回浆管7一端位于灌注孔2内，另一端穿过封隔器11，置于衬砌5的外面。本例中在灌注容器8上接有数据采集用计算机9和监测容器压力的压力表12。
回浆管7的主要作用是将灌注中产生的空气排出和当灌注完后可以将回流的树脂排出。灌注容器8要保持平衡，并且要通过监测仪器监测流量和时间，以保证流速可以被直接计算出来。灌注压力利用氮气来实现控制，灌注容器的压力也要被监测，灌注压力大约为0.2~0.5MPa。
本实施例为一种围岩内裂隙网络可视化取样方法，步骤如下：
a、在已经形成的围岩开挖损伤区中钻取一个灌注孔2，钻孔直径大约40mm，长度约1.4m。在钻孔过程中要注意使用冷却设备，以防由于膨胀导致裂隙网络发生变化。
b、将大约15L环氧树脂装进灌注容器8中，并利用灌注管6、灌注孔2向裂隙中灌注环氧树脂。在环氧树脂中混入20g荧光材料（紫外光源用），以方便在紫外线下对裂隙进行直接观察。
c、当环氧树脂注入岩石中时，温度控制在13℃左右为宜，聚合反应的时间要大约1h（如果聚合反应的时间过短，裂隙难以被全部充满），而且抗拉强度必需要达到5MPa（套钻过程中如果抗拉强度太小岩芯很容易断裂），要求的抗拉强度要在3个星期后才能获得。3星期后（抗拉强度达到5MPa），在灌注孔2的基础上同轴钻设套孔3，套孔3直径为252mm，采用气冷钻孔，钻孔完成后取出套孔内岩芯4。
d、利用紫外线灯观察所取岩芯4的完整裂隙网络，并记录下裂隙的数目、方位角、密度、迹长等，以方便后期选用。
Claims (6)
1.一种围岩内裂隙网络可视化取样方法，紧贴围岩（1）筑有衬砌（5），在围岩开挖损伤区中钻设有灌注孔（2），其特征在于：灌注孔（2）孔口设有封隔器（11），灌注孔（2）内置有穿过封隔器（11）的灌注管（6）和回浆管（7），其中灌注管（6）一端需穿过衬砌（5）并保证入岩10cm，另一端接灌注容器（8），灌注容器（8）连通氮气罐（10），所述灌注容器（8）上接有数据采集用计算机（9）和监测容器压力的压力表（12）；
所述围岩内裂隙网络可视化取样方法步骤如下：
a、在已经形成的围岩开挖损伤区中钻取一个灌注孔（2）；
b、利用灌注孔（2）向裂隙中灌注环氧树脂，该环氧树脂中混有荧光材料；
c、待环氧树脂完成聚合反应后，且抗拉强度达到5MPa，在灌注孔的基础上同轴钻设套孔（3），取出套孔（3）内岩芯（4）；
d、利用紫外线灯观察所取岩芯（4）的完整裂隙网络，记录裂隙的数目、方位角、密度和迹长。
2.根据权利要求1所述的围岩内裂隙网络可视化取样方法，其特征在于：每15L环氧树脂中混入20g荧光材料。
3.根据权利要求2所述的围岩内裂隙网络可视化取样方法，其特征在于：所述荧光材料具体采用紫外光源用荧光粉。
4.根据权利要求1所述的围岩内裂隙网络可视化取样方法，其特征在于：所述环氧树脂的灌注压力由加压的氮气提供，灌注压力为0.2~0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的围岩内裂隙网络可视化取样方法，其特征在于：所述环氧树脂注入岩石中时其温度控制在10~15℃，聚合反应时间1~1.5h。
6.根据权利要求1所述的围岩内裂隙网络可视化取样方法，其特征在于：所述灌注孔（2）孔径30~50mm，孔深1.0~1.5m；所述套孔（3）孔径220~270mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410085097.0A CN103837366A (zh) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | 一种围岩内裂隙网络可视化取样方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410085097.0A CN103837366A (zh) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | 一种围岩内裂隙网络可视化取样方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103837366A true CN103837366A (zh) | 2014-06-04 |
Family
ID=50801084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410085097.0A Pending CN103837366A (zh) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | 一种围岩内裂隙网络可视化取样方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103837366A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849248A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-08-19 | 北京工业大学 | 一种用于机械开挖作用下岩石损伤特征识别的测试方法 |
| CN105486581A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-04-13 | 山东科技大学 | 一种反演岩石预制裂隙发育过程的方法 |
| CN105736048A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-07-06 | 中国矿业大学(北京) | 一种钻孔围岩破坏形态记忆留存方法 |
| CN105928741A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-09-07 | 西南交通大学 | 不规则原状裂隙岩切槽注胶取样方法 |
| CN106639941A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种注胶式岩心保护方法 |
| CN106768838A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-31 | 中铁十四局集团第二工程有限公司 | 一种复杂条件下浆‑水相界面移动追踪观测装置及方法 |
| CN114324120A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-04-12 | 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) | 一种地质勘探的深孔多类别综合检测设备及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5269999A (en) * | 1992-03-31 | 1993-12-14 | Gas Research Institute | Preparation of core samples |
| CN202531098U (zh) * | 2012-04-01 | 2012-11-14 | 天地科技股份有限公司 | 破碎煤岩体注浆系统 |
| CN103306272A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-18 | 葛洲坝集团基础工程有限公司 | 一种用于环氧树脂深孔化学灌浆孔内阻塞的方法 |
-
2014
- 2014-03-10 CN CN201410085097.0A patent/CN103837366A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5269999A (en) * | 1992-03-31 | 1993-12-14 | Gas Research Institute | Preparation of core samples |
| CN202531098U (zh) * | 2012-04-01 | 2012-11-14 | 天地科技股份有限公司 | 破碎煤岩体注浆系统 |
| CN103306272A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-18 | 葛洲坝集团基础工程有限公司 | 一种用于环氧树脂深孔化学灌浆孔内阻塞的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王卫星: "基于紫外光和可见光的岩体节理裂隙图像获取", 《金属矿山》 * |
| 许姜严: "基于小波的岩石节理裂隙图像处理", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849248A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-08-19 | 北京工业大学 | 一种用于机械开挖作用下岩石损伤特征识别的测试方法 |
| CN106639941A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种注胶式岩心保护方法 |
| CN105486581A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-04-13 | 山东科技大学 | 一种反演岩石预制裂隙发育过程的方法 |
| CN105486581B (zh) * | 2015-12-14 | 2018-06-08 | 聊城大学 | 一种反演岩石预制裂隙发育过程的方法 |
| CN105736048A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-07-06 | 中国矿业大学(北京) | 一种钻孔围岩破坏形态记忆留存方法 |
| CN105736048B (zh) * | 2016-02-24 | 2018-05-01 | 中国矿业大学(北京) | 一种钻孔围岩破坏形态记忆留存方法 |
| CN105928741A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-09-07 | 西南交通大学 | 不规则原状裂隙岩切槽注胶取样方法 |
| CN105928741B (zh) * | 2016-07-06 | 2019-01-18 | 西南交通大学 | 不规则原状裂隙岩切槽注胶取样方法 |
| CN106768838A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-31 | 中铁十四局集团第二工程有限公司 | 一种复杂条件下浆‑水相界面移动追踪观测装置及方法 |
| CN106768838B (zh) * | 2016-12-08 | 2023-07-28 | 中铁十四局集团第二工程有限公司 | 一种复杂条件下浆-水相界面移动追踪观测装置及方法 |
| CN114324120A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-04-12 | 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) | 一种地质勘探的深孔多类别综合检测设备及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103837366A (zh) | 一种围岩内裂隙网络可视化取样方法 | |
| CN104132761B (zh) | 多点煤岩体应力实时监测装置及方法 | |
| CN104790978B (zh) | 小净距立体交叉隧道环形导坑施工方法 | |
| CN101624910B (zh) | 一种暗挖隧道的加固方法 | |
| CN101672197B (zh) | 高压富水充填性溶腔的处理方法 | |
| CN103510964B (zh) | 一种采用护盾式tbm施工时对豆砾石回填灌浆的方法 | |
| CN105890998A (zh) | 具有裂缝的岩石压裂模拟试样和制备方法、该模拟试验装置和方法 | |
| CN103195468A (zh) | 一种在围岩内进行高效强化抽采的系统工艺 | |
| CN103822828B (zh) | 一种岩石峰后再蠕变破裂的测试方法 | |
| CN106840070B (zh) | 采动覆岩内部岩移监测系统及检测方法 | |
| CN106285732B (zh) | 一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法 | |
| CN103089276B (zh) | 深浅孔与高低压耦合注浆工艺 | |
| CN105525901A (zh) | 一种基于微波辐照的煤层水力压裂强化增透方法 | |
| CN103643935B (zh) | 地下水封储油洞库地层识别与水幕孔优化装置及方法 | |
| CN107100612B (zh) | 一种井下水力压裂影响区域考察方法 | |
| CN102536243A (zh) | 煤层冻结式石门揭煤法 | |
| CN105114117A (zh) | 一种基于膨胀材料的瓦斯抽采方法 | |
| CN102777185A (zh) | 一种斜井井筒施工工艺 | |
| CN102383813A (zh) | 一种特长黄土堆积岩隧道的施工方法 | |
| CN103061732B (zh) | 煤层顶板中2-3米厚坚硬中砂岩层的水力致裂方法 | |
| CN107327297B (zh) | 用于二氧化碳相变致裂煤层的增渗效果检验钻孔布置方法 | |
| CN102620614B (zh) | 洞库出渣漏斗的施工方法 | |
| Zhao et al. | Experimental investigation on basic law of rock directional fracturing with static expansive agent controlled by dense linear multi boreholes | |
| CN103195063B (zh) | 一种清水劈裂后注浆施工方法 | |
| CN103091726B (zh) | 高压富水断层工程地质岩土的遥感量化勘察方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140604 |