一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角φ的方法
【技術領域】
[0001] 本發明一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，涉及巖石勘察試驗 領域。
【背景技術】
[0002] 已有成熟的氣沖式射釘器，它是利用空氣壓縮機產生氣壓作為動力，通過排氣管 傳輸到射釘槍，并以此推力將射釘打入建筑體的工具；射釘完成后可直接再次使用。
[0003] 在巖質邊坡設計計算時經常用到兩個抗剪斷強度參數：粘聚力C，內摩擦角9現 目前通常辦法是通過巖石直剪試驗、單軸壓縮試驗或三軸壓縮試驗確定。
[0004] 制作相應的圓柱形試件，在某一側限壓應力（〇2= 〇 3)作用下，逐漸對試件施加 軸向壓力，直至試件壓裂，記錄下壓裂時的軸向壓應力值就是該圍壓〇3下的〇 lm。在圍壓 不大時，并根據直線形莫爾強度包絡線計算得到巖石粘聚力C和內摩擦角9。
[0005] 現有技術中巖石粘聚力C和內摩擦角cp獲得存在的缺點需要進行巖石直剪試驗、 單軸壓縮試驗或三軸壓縮試驗等確定。試驗試樣的獲取需要大量人力物力，而且比較繁瑣。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，運用射釘槍測 定鋼排釘對于所測試巖石的貫入長度；建立鋼釘貫入長度與粘聚力C和內摩擦角(P數值的 對應關系；該方法工作可靠、結構簡單、操作方便。
[0007] 本發明所采用的技術方案是：
[0008] -種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟1 :空氣壓縮機產生高壓氣體，高壓氣體通過排氣管傳輸到射釘槍，射釘槍通 過高壓氣體產生的壓強，將鋼排釘射入巖體；
[0010] 步驟2 :通過鋼尺測定鋼排釘貫入巖石的長度；
[0011] 步驟3 :根據直線形莫爾強度包絡線，計算得到巖石粘聚力C和內摩擦角9。
[0012] 所述步驟1中，空氣壓縮機內的高壓氣體壓強，隨著射釘次數增加成正比減小。
[0013] 所述步驟1中，射釘槍的槍口與巖體垂直。
[0014] 所述步驟3中，對于巖石，取中間巖芯制成試件，該試件用于做巖石常規三軸壓縮 試驗并分析數據。
[0015] 巖石采用軟巖或者有一定風化程度的砂巖。
[0016] 本發明一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，技術效果如下：
[0017] 1)、空氣壓縮機內的高壓氣體壓強，隨著射釘次數增加成正比減小，可變相的調節 壓強；空氣壓縮機可獲取測的壓強數值。
[0018] 2)、為了測定的鋼排釘對于所測試巖石的貫入長度數據更加精確，減少誤差。巖石 對象盡可能采用軟巖或者有一定風化程度的砂巖，保證鋼排釘能既射入巖體，又使鋼排釘 不完全沒入巖體的狀態，取得到有效射入值。
[0019] 3)、射釘槍的槍口與巖體垂直，保證鋼排釘射入巖體不彎曲，提高測定可靠度。
[0020] 4)、想要得到某類巖石的巖石粘聚力C和內摩擦角9,可以不必要進行繁瑣的試驗 才能夠得到巖石粘聚力C和內摩擦角9,通過查表高效地查詢到，簡捷方便。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明測試流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，包括以下步驟：
[0023] 步驟1 :空氣壓縮機產生高壓氣體，高壓氣體通過排氣管傳輸到射釘槍，射釘槍通 過高壓氣體產生的壓強，將鋼排釘射入巖體。
[0024] 步驟2:通過鋼尺測定鋼排釘貫入巖石的長度；巖石采用軟巖或者有一定風化程 度的砂巖。
[0025] 步驟3 :根據直線形莫爾強度包絡線，計算得到巖石粘聚力C和內摩擦角(P。
[0026] 所述步驟1中，空氣壓縮機內的高壓氣體壓強，隨著射釘次數增加成正比減小。
[0027] 所述步驟1中，射釘槍的槍口與巖體垂直。
[0028] 所述步驟3中，對于一巖塊，取中間巖芯制成規格直徑50mm,高度100mm的試件， 并用于做巖石常規三軸壓縮試驗可以得到巖石三軸壓縮強度〇lm和圍壓〇 3并分析數據， 根據直線型莫爾強度包絡線計算公式可得：
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 式中，〇lm為巖石的三軸壓縮強度；〇 3為圍壓；C為巖石粘聚力；識為巖石內摩擦 角；〇。、〇T是為了表達式看起來簡潔假設替代的。
[0034] 計算得到巖石粘聚力C和內摩擦角，在鉆孔旁邊測得多組高強度鋼排釘相對于 所測巖石的貫入長度數據。分析鋼排釘貫入長度，分別與巖石粘聚力C和內摩擦角(P的關 系，建立鋼釘貫入長度與軟質巖石抗剪斷強度參數粘聚力C和內摩擦角9關聯表，見表1所 示：
[0035] 表1工程巖體分級、鋼釘貫入深度與巖石抗剪斷強度參數關系表
[0036]
【主權項】
1. 一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角q>的方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1:空氣壓縮機產生高壓氣體，高壓氣體通過排氣管傳輸到射釘槍，射釘槍通過高 壓氣體產生的壓強，將鋼排釘射入巖體； 步驟2:通過鋼尺測定鋼排釘貫入巖石的長度； 步驟3:根據直線型莫爾強度包絡線，計算得到巖石粘聚力C和內摩擦角q>。2. 根據權利要求1所述一種利用射釘測量巖石粘聚力c和內摩擦角9的方法，其特征 在于，所述步驟1中，空氣壓縮機內的高壓氣體壓強，隨著射釘次數增加成正比減小。3. 根據權利要求1所述一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，其特征 在于，所述步驟1中，射釘槍的槍口與巖體垂直。4. 根據權利要求1所述一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角9的方法，其特征 在于，所述步驟3中，對于巖石，取中間巖芯制成試件，該試件用于做巖石常規三軸壓縮試 驗并分析數據。5. 根據權利要求1所述一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角q>的方法，其特征 在于，巖石采用軟巖或者有一定風化程度的砂巖。
【專利摘要】一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角的方法，步驟1：空氣壓縮機產生高壓氣體，高壓氣體通過排氣管傳輸到射釘槍，射釘槍通過高壓氣體產生的壓強，將鋼排釘射入巖體；步驟2：通過鋼尺測定鋼排釘貫入巖石的長度；步驟3：根據直線形莫爾強度包絡線，計算得到巖石粘聚力C和內摩擦角。本發明一種利用射釘測量巖石粘聚力C和內摩擦角的方法，運用射釘槍測定鋼排釘對于所測試巖石的貫入長度；建立鋼釘貫入長度與粘聚力C和內摩擦角數值的對應關系；該方法工作可靠、結構簡單、操作方便。
【IPC分類】G01N19/02, G01N19/04
【公開號】CN104990866
【申請號】CN201510435511
【發明人】劉杰, 李春波, 胡安龍, 常德龍, 王哲
【申請人】三峽大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月23日