现场岩石力学试验报告模板.docx

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现场岩石力学试验报告模板

工程勘察：

证书编号45040Ⅲ-211-U

桂林漓江**水库枢纽工程

现场岩石试验报告

广西*******勘察设计研究院

核定：

审查：

校核：

编写：

试验：

图纸目录

序号

图名

图号

1

岩体强度试验及岩体变形试验平面布置示意图

45040Ⅲ-211-001

2

混凝土和岩体抗剪（断）试验试点地质描述图

45040Ⅲ-211-002～007

3

抗剪（断）试验τ-μ曲线图

45040Ⅲ-211-008～009

4

抗剪（断）试验σ-τ曲线图

45040Ⅲ-211-010

5

岩体变形试验试点地质描述图

45040Ⅲ-211-011

6

岩体变形试验压力-变形关系曲线图

45040Ⅲ-211-012～013

1工作概况

桂林漓江**水库枢纽工程位于广西桂林市为漓江一级支流，距离桂林**km有等外公路从**至**村。

该水库枢纽主要任务是调蓄讯期洪水水量，枯水期向漓江补水，并利用补水水能发电。

拟建枢纽最大坝高约**m，正常高水位**m，总库容约为**万m3，通过引水隧洞到下游厂房发电，电站装机容量为**MW。

坝址现场岩体力学试验于****日至*****日坝轴线左岸及坝轴线下游200m右岸进行现场混凝土和岩体抗剪（断）试验及现场岩体变形试验，共完成工作量见表1。

表1现场岩石试验工作量表

试验类型

风化类型

岩石类型

组（点）数

备注

混凝土和岩体

抗剪断试验

强风化

泥质粉砂岩

3组

右岸江边基岩露头处，推力方向和河流方向有一定夹角

弱风化

泥质粉砂岩

3组

坝轴线左岸，推力方向平行河流方向或有少量有一定夹角

岩体变形试验

强风化

泥质粉砂岩

5点

坝轴线下游200m右岸

弱风化

泥质粉砂岩

5点

坝轴线左岸

试点总数

10点

试验数据采集和处理采用8098多功能岩土检测系统，该微机系统于1991年4月通过广西科学技术委员会的技术鉴定，开工前经广西计量测试研究所率定。

各项技术指标均符合DLJ204-81，SLJ2-81《水利水电工程岩石试验规程》（试行），DL5006-92《水利水电工程岩石试验规程（补充部分）》。

2现场混凝土和岩体抗剪（断）强度试验

2.1抗剪（断）试验试样布置及地质条件

a）现场混凝土和岩体抗剪（断）试验在坝址区内进行，分别选强、弱风化泥质粉砂岩各12个点（即3组），详见表2。

岩层产状一般为**︒/NW∠**︒,周围岩石为砂岩、泥岩互层。

表2试样布置一览表

试验地点

风化程度

岩石名称

组数

坝轴线左岸江边

弱风化

泥质粉砂岩

3

坝轴线下游200m右岸

强风化

泥质粉砂岩

3

b）试样试点平面布置见示意图45040Ⅲ-211-001。

c）各组抗剪断试验试点的地质条件，详见45040Ⅲ-211-002～007。

2.2抗剪（断）试验试样制备情况

2.2.1试样基岩面制作

岩石试验专业技术人员和地质人员共同选点，并对试点的岩性及风化程度进行了划分和选定，然后进行人工开挖覆盖层至基岩后，再凿平，经过粗细凿后，使试面起伏差控制在0～10mm范围内。

并进行试点地质描述及摄影，然后浇注混凝土试体，部分起伏差超过10mm时用水泥砂浆填补。

2.2.2混凝土试体制作

混凝土配合比，水泥:

水:

砂:

碎石为1:

0.69:

2.53:

4.32，选用**牌425标号普通硅酸盐水泥，采用灰岩人工砂和灰岩碎石，碎石采用三级比，砂率选用35%，采用人工搅拌，人工振捣；为缩短混凝土养护期，在混凝土中加入水泥用量的2%氯化钙作为早强剂，混凝土直接浇注在岩面上，不另做垫层，制作成50cm×50cm×35cm的试体。

试验前对6组18块15cm×15cm×15cm立方体混凝土试块进行现场抗压试验，混凝土标号均达到**MPa,符合设计要求。

2.2.3水平推力座的制作

左岸坝轴线上基岩露头处及右岸山坡上的混凝土和岩体抗剪（断）试验，水平推力后座为人工开挖修凿下锚，用混凝土充填，并开挖水平千斤顶槽。

2.3抗剪（断）试验方法

本次现场混凝土和岩体抗剪（断）试验，采用平推法直剪试验，所有试体的推力方向和河流平行或有一定夹角向下游方向，并使推力和试验面重合，且通过试面几何中心。

试验面积为2500cm2，油压系统用YS150型试验专用千斤顶和SBS7型高压手动油泵。

法向应力分别为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa四个等级，通过锚杆反力架用千斤顶加压。

试体的变形量是通过装在试体四个角上的四个水平和四个垂直位移传感器测得，位移传感器的型号为BWG5A型。

压力是通过分别装在水平和垂直油压系统中的压力传感器或精密油压表测得，压力传感器型号为AKCZ-61A型。

试验仪器的安装及整个试验过程均严格按DLJ204-81、SLJL-81《水利水电工程岩石试验规程》（试行）进行。

2.4抗剪（断）试验成果整理方法

本次试验采用微机系统检测试验和数据处理,软件编制按DLJ204-81,SLJ2-81《水利水电工程岩石试验规程》（试行）进行。

整理步骤如下：

a）打印原始数据表格。

b）分别绘出不同法向应力下剪应力和剪切变形的关系曲线（μ-τ曲线），见图45040Ⅲ-211-008～009。

c）根据μ-τ关系曲线中所对应的各剪切阶段特征值的法向应力和剪应力的关系，进行一次线性回归，绘出σ-τ关系曲线图，见图45040Ⅲ-196-010。

d）用计算机相应求出各组各剪切阶段的σ-τ关系方程:

τ=fσ+c，即各组的内摩擦系数f值和粘聚力c值。

2.5抗剪（断）试验破坏机理分析

a）混凝土和强风化泥质粉砂岩抗剪（断）试验，少数是沿接触面剪断（具体试点为SANJ01-2、SANJ01-3、SANJ01-4各占试面总面积30%，SANJ02-2占试面总面积65%、SANJ02-3占试面总面积20%、SANJ02-4占试面总面积30%、SANJ03-2占试面总面积30%、SANJ03-3占试面总面积55%、SANJ03-1为在接触面剪断），仅占试样总数的8%，大多数沿岩体内部剪断（具体试点为SANJ01-1、SANJ01-2、SANJ01-3、SANJ01-4、SANJ02-1、SANJ02-3、SANJ02-4、SANJ03-2、SANJ03-4）

b）混凝土和弱风化泥质粉砂岩抗剪（断）试验，绝大多数沿接触面剪断，占试样总数的73%，少数是沿岩体内部剪断（具体试点为SANJ04-4占试面总面积75%、SANJ05-2占试面总面积40%、SANJ05-3占试面总面积55%、SANJ06-1占试面总面积30%、SANJ06-3在岩体层面剪断、SANJ06-4占试面总面积20%），占试样总数27%。

强风化泥质粉砂岩的混凝土和岩体的抗剪（断）试验，峰值时水平位移量均较大，有明显的峰值，均属弹塑性破坏类型。

混凝土和弱风化泥质粉砂岩的抗剪（断）试验，峰值时水平位移量均较小，且有明显的峰值出现，多数属于脆性破坏类型，少数属于弹塑性破坏类型（具体试点为SANJ04-4、SANJ06-3、SANJ06-4）。

从上述的破坏机理可知,强风化的泥质粉砂岩上的构筑物的滑动破坏类型以浅层岩体破坏为主；弱风化泥质粉砂岩上的水工建筑物的滑动破坏类型，以混凝土和岩石接触面滑动破坏类型为主,少部分为泥质粉砂岩表层岩体沿裂隙面破坏。

2.6抗剪断试验成果分析

影响摩擦系数和粘聚力的主要因素有岩面起伏差、节理、片理、层理、基岩强度、混凝土和基岩间的强度比等因素。

试验时我们对地质条件及人为的因素,如试验面的高低起伏差、混凝土试体强度等做了严格的控制,尽量保证同组各个试样的试验条件的一致。

对强风化、弱风化的泥质粉砂岩的同组试验数据成果进行一次线性回归，然后,我们再把3组试样的试验数据一起回归；混凝土和强风化、弱风化的泥质粉砂岩的抗剪（断）试验，这样的线性回归均呈高度相关,相关系数达0.90以上,参数的可信度高。

因此,建议采用3组一起回归参数值作为使用参考值。

见表2.6-1～2.6-3。

表2.6-1现场混凝土/岩体抗剪（断）试验成果统计表

风化分带

岩体类型

试验组数

推力方向

三组一起回归平均值

峰值

残余值

摩擦值

f′

c′

MPa

相关

系数

f残

c残

MPa

相关

系数

f

c

MPa

相关

系数

强风化

泥质粉砂岩

3

平行河流

弱风化

泥质粉砂岩

3

平行河流

表2.6-2现场混凝土和强风化泥质粉砂岩岩体抗剪（断）试验成果统计表

试验

组号

实测混凝土标号（MPa）

最大垂直应力（Mpa）

抗剪断强度

抗剪强度

峰值

残余值

摩擦值

f′

c′

MPa

相关系数

f残

c残

MPa

相关系数

f

cMPa

（MPa）

相关系数

SANJ01

15

SANJ02

15

SANJ03

15

最大值

最小值

平均值

表2.6-3现场混凝土和强风化泥质粉砂岩岩体抗剪（断）试验成果统计表

试验

组号

实测混凝土标号（MPa）

最大垂直应力（Mpa）

抗剪断强度

抗剪强度

峰值

残余值

摩擦值

f

C（Mpa）

相关系数

f

c

相关系数

f

C（Mpa）

相关系数

SANJ04

15

SANJ05

15

SANJ06

15

最大值

最小值

平均值

3现场岩体变形试验

3.1岩体变形试验试样布置及地质条件

岩体变形试验在坝址区内进行，分别选，强、弱风化泥质粉砂岩各5个试点。

岩层产状多为**°/NW∠**°，周围地层为砂岩泥岩互层。

试样平面布置见示意图45040Ⅲ-211-001。

试点地质条件见图45040Ⅲ-211-011。

3.2岩体变形试点制作

对选定的岩体，划分强风化、弱风化后，进行开挖凿平，经过粗细凿后，使试面起伏差控制在0～5mm范围内，然后进行地质描述及摄影，最后用水泥浆垫平（水泥浆掺入2%水泥用量的氯化钙），覆盖直径为50cm的圆形刚性承压板，用锤子轻击，把多余的水泥浆挤掉，并用水平尺控制使之水平，待水泥浆强度达到40MPa后，进行试验。

3.3岩体变形试验方法

试验采用刚性承压板法，承压板面积为2000cm2，采用逐级一次循环法加压，强风化泥质粉砂岩试验最大压力为**MPa，弱风化试验最大压力为**MPa分四级施加。

试验环境温度为20～35℃，相对湿度为75%～85%，试验严格按DLJ204-81，SLJL-81《水利水电工程岩石试验规程》中的G401-81进行。

3.4岩体变形试验成果整理

岩体变形试验成果按以下公式计算：

E0（E）=（π/4）×（1-ν2）pd/W0（w）

其中E0---岩体变形模量（MPa