基于完整性系数的声波法围岩松动圈测试

摘要：

声波法围岩松动圈测试技术以精度高、成本低、操作简单等优点而被广泛采用,但由于现有的判别标准均存在模糊性大、主观因素强等缺陷而始终没有统一的松动圈位置界定标准.根据弹塑性介质波动理论,定义破碎岩石完整性系数Rν为破碎岩石纵波波速与完整岩石纵波波速比值的平方,松动圈完整性系数Lν为松动圈岩体纵波波速与原始未扰动岩体纵波波速比值的平方,对岩石和松动圈岩体的完整程度进行定量分析.依据松动圈的形成原理,假定在硐室开挖中松动圈完整性系数Lν近似等于破碎岩石完整性系数Rν,提出了基于完整性系数的围岩松动圈判别准则和测试方法.在宝汉高速石门隧道围岩松动圈测试中,利用室内试验和现场试验,得到石门隧道Ⅲ级片麻岩破碎岩石完整性系数Rν为0.53; 根据现场围岩波速测试结果,在假定松动圈完整性系数Lν近似等于破碎岩石完整性系数Rν的条件下,得出松动圈位置岩体的纵波波速,进而得到Ⅲ级围岩松动圈厚度在0.55～1.35 m之间,且沿洞周分布并不均匀,明显呈拱肩部厚,边墙部薄,这与围岩的初始应力状态较为吻合.通过与原有声波法松动圈测试判别标准的结果对比中发现,基于完整性系数的新判别方法更为准确可靠,可有效为隧道设计和施工提供依据.

关键词：隧道工程、完整性系数、岩石试验、松动圈、声波法

所属期刊栏目：35

分类号：U451+.2(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51679199;陕西省自然科学基础研究计划项目2017JM5136;陕西省科技统筹创新工程重点实验室项目2014SZS15-Z01;西安工业大学校长基金项目XAGDXJJ16003

在线出版日期：2018-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：74-79