钻孔内测试岩体工程力学参数方法
岩土工程力学性质实验参数测定法
岩土工程力学性质实验参数测定法岩土工程力学性质实验参数测定法是一种用于测定岩土工程中的力学性质参数的方法。
通过准确测量和分析岩土材料的力学性能，可以为工程设计、施工和安全评估提供可靠的依据。
本文将介绍几种常用的岩土工程力学性质实验参数测定法。
一、岩土材料的抗压强度测定法岩土材料的抗压强度是评估其承受力和稳定性的重要参数。
常用的抗压强度测定方法有单轴抗压试验、三轴抗压试验和剪切试验等。
单轴抗压试验是将岩土样品放置在闭合的压力室内，沿着样品的轴向施加均匀的垂直荷载，通过测量荷载和变形的关系，确定其抗压强度和变形模量。
三轴抗压试验是将岩土样品裁剪成规定形状的圆柱体，将其放置在三轴压力容器中，施加均匀的轴向荷载和周向侧压力，测定应力-应变关系，进而确定抗压强度和剪切强度。
剪切试验是为了确定岩土材料的抗剪强度和剪切变形特性。
常用的剪切试验有直剪试验、剪切筒试验和剪切盒试验等。
通过施加不同的剪切载荷和变形，测定岩土材料的剪切强度和剪切模量。
二、岩土材料的渗透性测定法渗透性是指水分在岩土材料中传递和渗透的能力。
渗透性是岩土材料的一个重要物理性质，对于岩土工程的建设和维护具有重要意义。
常用的岩土材料渗透性测定方法有恒压渗透试验、恒流渗透试验和三水头渗透试验等。
恒压渗透试验是将岩土样品放置在渗透仪器中，通过施加恒定的压力，测量流量和渗透压差，从而计算材料的渗透系数。
恒流渗透试验是将岩土样品放置在渗透仪器中，通过施加恒定的流量，测量渗透压差和时间，从而计算材料的渗透系数。
三水头渗透试验是通过施加不同水头高度，测量渗透压差和时间，从而计算材料的渗透系数。
三、岩土材料的抗剪强度测定法岩土材料的抗剪强度是分析和设计岩土工程的重要参数。
常用的抗剪强度测定方法有直剪试验、剪切试验和三轴剪切试验等。
直剪试验是将岩土样品放置在闭合的剪切仪器中，施加相等而相反方向的剪切荷载，通过测量剪切应力和剪切应变的关系，确定其抗剪强度和变形特性。
现场岩石力学参数测试方法
现场岩石力学参数测试方法现场岩石力学参数测试是指在实地采集岩石标本、岩芯、岩土等材料，通过对这些材料进行一系列实验、测试、分析，获取和确定岩石力学参数的一种方法。
这些参数包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等，是岩石力学研究和工程设计的重要依据。
下面将介绍一些常见的现场岩石力学参数测试方法。
1.岩石采样现场采用岩石采样器，如岩芯钻机、取样器等，对目标岩石进行采样，采取完整的岩样，使其具有代表性。
2.岩样制备采样回到实验室后，对岩样进行切割、平整和修整，制备成规定尺寸的标准试样。
在制备过程中，需要注意使试样表面平整、无杂质。
3.抗压强度测试抗压强度是岩石最常见的力学性能指标之一、常用的测试方法有单轴抗压试验和三轴抗压试验。
单轴抗压试验：将规定大小的试样放入试样夹持装置中，然后以一定的载荷速率沿垂直于试样轴向施加压力，记录载荷和位移的关系，从而计算得出岩石的抗压强度。
三轴抗压试验：在一定的围压下，利用压克力装置施加规定速率的轴向载荷，测定岩样受压断裂的应力与轴向应变关系，从而计算得出岩石的抗压强度。
4.抗拉强度测试抗拉强度是一种常见的破坏性力学指标，用于评估岩石的抗拉性能。
常用的测试方法有拉伸试验和剪切试验。
拉伸试验：将规定大小的试样置于拉伸装置中，施加恒定的载荷，在岩样上产生拉伸应力，记录载荷和变形的关系，从而计算得出岩石的抗拉强度。
剪切试验：将规定大小的试样置于剪切装置中，施加剪切载荷，记录载荷和位移的关系，从而计算得出岩石的剪切强度。
5.岩石变形特性测试岩石的变形特性是指岩石在加载过程中的应力-应变关系，常用指标包括弹性模量、泊松比等。
测试方法主要有弹性模量试验和泊松比试验。
弹性模量试验：将试样放入弹性模量测试装置中，施加规定载荷，在岩样上产生应变，记录载荷和应变的关系，从而计算得出岩石的弹性模量。
泊松比试验：将试样置于泊松比测试装置中，施加规定载荷，在试件上产生应变，记录载荷和应变的关系，从而计算得出岩石的泊松比。
岩土力学参数的确定方法研究
岩土力学参数的确定方法研究引言：岩土力学参数的确定是岩土工程领域中的重要研究内容。
准确的岩土力学参数能够为工程设计、施工和安全评估提供基础信息。
本文旨在探讨岩土力学参数的确定方法及其研究进展，以期为岩土工程领域的从业者提供一些有益的参考。
一、实验室室内试验方法实验室室内试验方法是研究岩土力学参数的常用手段之一。
这种方法通过收集土样，进行室内试验来确定岩土体的力学特性。
常见的室内试验方法包括三轴剪切试验、单轴压缩试验和直剪试验等。
三轴剪切试验是岩土工程中最常用的试验方法之一。
它通过应用不同的轴向应力和剪切应力，以模拟岩土体在实际工程中的受力状态。
试验结果可用于确定剪切强度参数、剪切模量等岩土力学参数。
单轴压缩试验是另一种常用的岩土力学参数确定方法。
试验中，土样仅受到纵向应力的作用，在特定条件下进行压缩，从而得出相关参数，如压缩模量和泊松比等。
直剪试验是一种用于确定土体抗剪强度参数的方法。
试验中，土样被切割为两个部分，通过对这两个部分施加剪切力来测定土体的剪切强度。
直剪试验可提供土体无侧限剪切强度参数，如摩擦角和内聚力。
二、现场探测方法除了室内试验方法，现场探测方法是另一种常用的岩土力学参数确定手段。
这种方法通过采用现场探测仪器，对地下岩土体的物理特性进行检测和分析。
地震勘探是一种常见的现场探测方法。
地震勘探利用地震波在不同岩土层中传播的速度和反射特征来分析地下岩土的结构和性质。
通过对地震波的解释和分析，可以得出一些重要的力学参数，如波速和泊松比等。
钻孔探测是另一种常用的现场探测方法。
通过钻孔方式，收集岩土样品，并进行物理力学试验分析，可以得到一系列岩土力学参数，如黏聚力、内摩擦角等。
三、数值模拟方法随着计算机技术的不断发展，数值模拟方法在岩土力学参数确定领域得到了广泛应用。
这种方法通过建立数学模型和运用岩土力学理论，对岩土体的力学响应进行模拟和分析。
有限元法是常用的数值模拟方法之一。
该方法将岩土体划分为有限数量的单元，通过有限元方程求解来模拟岩土的行为。
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析是一个重要的环节，它对于工程的设计、施工和监测具有重要的指导作用。
本文将介绍一些地质勘察工程中岩石力学参数测定与分析的规范要求。
一、岩石力学参数的测定1. 岩石抗压强度的测定岩石抗压强度是评价岩石抗压性能的重要指标。
测定岩石抗压强度时，应选取岩石试样，并采用标准试验方法进行测定。
常用的测定方法有单轴抗压试验和围压试验两种。
在进行单轴抗压试验时，应根据岩石的性质和用途选择合适的试验荷载方式和荷载速率。
试样的准备和试验过程应严格按照规范要求进行，以保证测试结果的准确性。
在进行围压试验时，应选择适当的围压强度和应力路径。
试验过程中要注意控制围压强度和应力路径，以确定岩石在不同应力状态下的抗压强度。
2. 岩石剪切强度的测定岩石剪切强度是评价岩石抗剪性能的指标。
测定岩石剪切强度常采用直接剪切试验和剪切强度试验两种方法。
在进行直接剪切试验时，应选择适当的正应力和剪切速率，并保证试样的准备和试验过程符合规范要求。
在进行剪切强度试验时，应控制试验条件，如保持试样的饱和状态、选取合适的剪切速率和应力路径等，以获得准确的剪切强度值。
3. 岩石弹性模量的测定岩石弹性模量是衡量岩石变形性能的重要参数。
测定岩石弹性模量时，应选择合适的试验方法和试验设备，并按照规范要求进行试验。
常用的测定方法有静弹模量试验和动弹模量试验两种。
在进行静弹模量试验时，应根据岩石的性质选择合适的荷载方式和荷载速率，并保证试验过程中的应力状态和变形状态处于线弹性范围内。
在进行动弹模量试验时，应选择适当的试验频率、试验振幅和试验条件，并保证试验结果的准确性。
二、岩石力学参数的分析1. 岩石强度与变形特性的相关性分析岩石的强度和变形特性是相互关联的，其关系对于岩石力学参数的分析非常重要。
在进行岩石力学参数的分析时，应充分考虑岩石的强度与变形特性之间的相关性。
2. 岩石力学模型的选择岩石力学模型是进行岩石力学参数分析的基础。
隧道围岩的岩石力学参数测试方法
隧道围岩的岩石力学参数测试方法隧道工程在现代城市建设中具有重要的作用，而隧道围岩的稳定性则是其安全性的关键。
岩石力学参数的测定是评估隧道围岩稳定性的重要手段，本文将介绍几种常见的岩石力学参数测试方法。
一、岩石抗压强度测试方法岩石抗压强度是衡量岩石抵抗破坏的能力，常用的测试方法有单轴抗压和三轴抗压。
单轴抗压测试是将岩石样品在试件上进行轴向力的作用，测定其破坏压力。
三轴抗压测试则模拟了岩石受到三个主应力的状态，通过变化施加的应力测定破坏压力。
二、岩石剪切强度测试方法岩石的剪切强度是描述岩石抵抗剪切破坏的能力，常用的测试方法有直剪、倾剪和扭剪。
直剪测试是将样品分离成两个部分，在其中施加力产生剪切应力，通过测定破坏荷载和位移来计算岩石的剪切强度。
倾剪测试则将岩样倾斜一定角度，施加力后测定位移和强度。
扭剪测试是将岩石样品在一个平面上旋转产生剪切应力，通过测定破坏荷载和位移计算岩石的剪切强度。
三、岩石抗拉强度测试方法岩石的抗拉强度是评估岩石抵抗拉伸破坏的能力，常用的测试方法有拉伸试验和间接试验。
拉伸试验是将岩石样品拉伸，通过测定应力和位移关系来计算抗拉强度。
间接试验则是通过其他试验结果，如岩石的抗压强度和剪切强度，来估计抗拉强度。
四、岩石弹性模量测试方法岩石弹性模量是描述岩石的弹性性质，常用的测试方法有压缩试验和超声波试验。
压缩试验是施加一定应力后测定变形，并得到应力-应变关系，从而计算弹性模量。
超声波试验则是通过测定超声波在岩石中传播的速度，利用弹性波理论计算弹性模量。
除了以上几种常见的测试方法，还有其他一些辅助的测试手段，如岩石的压缩波速测试、岩石渗流性测试等。
这些测试方法的综合分析可以帮助我们更全面地了解隧道围岩的力学参数，为隧道工程的设计和施工提供科学依据。
总结起来，隧道围岩的岩石力学参数测试方法包括了岩石的抗压强度、剪切强度、抗拉强度和弹性模量等多个指标。
通过使用合适的试验仪器和标准化试验程序，可以准确测定这些参数，并在隧道工程中得到合理应用，确保隧道的安全和稳定性。
岩体工程力学参数钻孔原位测试新方法-概述说明以及解释
岩体工程力学参数钻孔原位测试新方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述岩体工程力学参数的测试是岩石工程领域中的重要工作，传统的测试方法存在一些局限性，如测试过程中可能会破坏岩体结构，导致测试结果不够准确。
针对这些问题，本文介绍了一种新的岩体工程力学参数测试方法，即钻孔原位测试方法。
该方法通过在岩体内部进行原位测试，不仅可以避免对岩体结构的破坏，还可以获得更准确的测试结果。
本文将详细介绍这一新方法的原理及其应用，并探讨其在岩体工程中的潜在优势和可能存在的局限性，最后展望了该方法的未来发展方向。
通过本文的介绍，读者将能够更全面地了解岩体工程力学参数测试的新方法，并认识到其在岩石工程领域中的重要意义和应用前景。
1.2 文章结构文章结构部分应该包括对整篇文章的结构安排和各个部分内容的简要描述。
具体可写为：文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了本文的研究背景和意义，以及新方法的应用前景。
正文部分将介绍传统岩体工程力学参数测试方法和新方法的原理及优势，并探讨新方法在岩体工程中的实际应用情况。
结论部分将总结新方法的优势和可能存在的局限性，以及展望未来可能的研究方向和应用前景。
通过这样的结构安排，读者可以清晰地了解本文的研究内容和逻辑结构。
1.3 目的：本文的目的在于介绍一种新的岩体工程力学参数钻孔原位测试方法，通过对该方法的介绍和分析，探讨其在岩体工程中的应用前景和优势。
同时，也对可能存在的局限性进行了探讨，为该方法的进一步改进和完善提供参考。
最终目的是为了推动岩体工程领域的技术创新和发展，提高岩体工程力学参数测试的准确性和可靠性，为工程实践提供更科学、更可靠的技术支持。
2.正文2.1 传统岩体工程力学参数测试方法岩体工程力学参数的测试一直是岩土工程领域中的重要研究内容，传统的岩体工程力学参数测试方法主要包括室内试验和野外测试两种。
室内试验主要包括岩石样品的采集、制备和力学性能测试。
采集岩石样品后，需要经过标准化的制备工艺，制作成符合标准要求的试样，然后进行拉伸、压缩、剪切等力学性能测试，从而得到岩石的强度、变形模量、泊松比等力学参数。
岩石岩土工程中的岩石力学参数确定方法
岩石岩土工程中的岩石力学参数确定方法岩石岩土工程是研究岩石与土壤力学性质以及它们在工程中的应用的学科。
在岩石岩土工程中，岩石力学参数的确定对工程的设计和施工起着至关重要的作用。
本文将探讨一些常用的岩石力学参数确定方法，以及它们的优缺点和适用范围。
一、岩石的基本力学参数在进行岩石力学参数的确定之前，首先需要了解岩石的一些基本力学参数。
常见的岩石力学参数有抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等。
其中，抗压强度是最常用的参数之一，它代表了岩石在承受外力作用下的抵抗能力；抗拉强度则代表了岩石在拉伸破坏时的抵抗能力；弹性模量则代表了岩石在受力时的变形性能；泊松比则代表了岩石的体积变化性能。
二、实验室试验方法实验室试验是确定岩石力学参数的主要方法之一。
常见的实验室试验方法包括单轴压缩试验、三轴剪切试验和拉拔试验等。
单轴压缩试验是最常用的方法，通过施加垂直于样品轴向的压力来测定岩石的抗压强度和弹性模量；三轴剪切试验则通过施加各个方向的剪切力来测定岩石的抗剪强度和泊松比；拉拔试验则通过拉伸样品来测定岩石的抗拉强度。
虽然实验室试验方法准确可靠，但其局限性也是显而易见的。
首先，实验室试验需要大量的时间和精力，成本较高；其次，实验室试验只能对样品进行静力学性能的测定，无法考虑到工程中的复杂应力状态；最后，岩石在实验条件下的力学性质与实际工程条件下可能有差异，因此需要进行必要的修正。
三、现场观测方法现场观测是另一种确定岩石力学参数的重要方法。
常见的现场观测方法有钻孔取样法、地下水位观测法和地震勘探法等。
钻孔取样法可以获取现场岩石的样品，通过实验室试验进一步确定岩石的力学性质；地下水位观测法可以分析地下水位的变化，从而推断岩石的孔隙水压力和渗透性；地震勘探法则可以测定岩层的速度、衰减等参数，从而推断岩石的弹性模量和泊松比。
现场观测方法具有不可替代的优势。
首先，现场观测可以直接获取到岩石的真实性质，避免了实验室试验可能存在的偏差；其次，现场观测能够考虑到工程中的实际应力状态和变形情况；最后，现场观测方法相对简便，成本也较低。
岩体现场弹性模量钻孔测定法
2.将12个扁园形活塞改为5个园形活塞,它 们全 部位于承压块区段内,从而避免了纵向弯曲影响。 外边的两个活塞加低压回路兼作回程活塞,缩短了 仪器的总长,但加压区长度L与直径D之比仍大于古 德曼千斤顶的L/D值。 3.两个位移传感器安装在中部,接近于最大位移部 位, 即使承压块有纵向弯曲也不会对测量结果产 生影响。
Meyer和Mcvey 1974年用E=68.95GPa,υ=0.332的铝块对古 德曼千斤顶做了标定试验,实测结果Ecalc=23.79GPa,两者 相差三倍。1976年Heuze和Salem通过三维分析计算，证实 这一差异是由承压板的弯曲引起的。同年,Hustrulid重新 计算发现Goodman在1968年的一篇论文中k(υ)的计算是错 误的,正确值应为T*,他同时还计算了T*与真实接触角的关 系,Mcvey试验中的真实接触角β可能是3.5°-8.5°(当应 力为6.9-62.1MPa时)。1981年Shuri详细研究了接触问题。 他提供的图表表明,如果要求在28MPa的压力时达到全接触, 对于E=13.79GPa的岩石,钻孔直径应为75.895－76.708mm, 而当E=68.95GPa时,则钻孔直径应为75.895一76.327mm,可 见对钻孔的要求是相当高的。1982年Swolfs用铝、镁、铜 三种金属块做了标定试验,进一步证实了上述问题的存在。
核岛直径约为40m,设计要求了解3倍直径以内即 深120m内岩体的上述力学参数。开挖勘探洞并进行 现场岩石力学试验是不允许的。1984年,法国 MECASOL土力学咨询公司在确定我国一核核岛地 基杨氏模量时,通过多项室内和现场试验综合确定这 一参数。室内试验包括:无侧限压缩试验,以确定岩 块抗压强度、静弹性模量及泊松比;动三轴试验确定 岩块动弹性模量,声波波速测试,并计算弹性模量和 泊松比。现场试验包括钻孔弹模(Goodman Jack )试 验,声波测井,人工爆破地震法试验。全部测试结果 由图2表示,荷载或振源频率用对数坐标。最终选用 杨氏模量时只根据Goodman Jack及地震法跨孔试验 结果,用内插法确定。
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2012年09月23日
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美国爱荷华州立大学所进行边坡软岩钻孔剪切试验结果
8 ( ' = 9 o, c' =3.97 MPa) (RBST) o BH8, 11.43m, S.W.Sh ( ' =19 , c' =0.55 MPa) (RBST) o BH9, 8.90m, S.W.Sh ( ' =27 , c' =0.086 MPa) (BST-H) BH7, 7.80m, S.W.Sh 6
正应力 剪应力 （MPa） （MPa） 3.5 3.1 9.5 8.5 12.5 10.6 6.5 5.4 3.5 3.0 6.5 5.1 9.5 5.8 12.5 6.1 12.5 7.8 3.5 3.0 6.5 4.7 9.5 5.8 12.5 8.0
试验组 第一组试验 钻孔编号： RBX-7
f
2012年09月23日
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美国爱荷华州立大学所进行的软弱岩体钻孔剪切试验结果
2012年09月23日
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试验步骤
放臵剪切头到孔内指定深度； 剪切头和入孔连杆及油管重量的测试； 施加座压； 施加法向力，然后施加剪应力； 回缩剪切板，提升剪切头； 重新开始下一轮试验。
向家坝水电站坝基岩体钻孔剪切试验应用
钻孔内岩体工程力学参数原 位测试
贾志欣 2012年09月23日
主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
2012年09月23日
2
主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
2012年09月23日
3
前言
岩体是赋存于一定的地质环境中的地质体，不但其应力环境复杂，且 包含着随机发育的空间上离散的结构面，其工程力学特性十分难以把 握。岩体抗剪强度参数是岩土工程设计的重要指标，进行岩体工程稳 定性分析时确定合理的岩体抗剪强度参数是最基本和最重要的，也是 最难的一项工作，直接关系到工程的经济与安全。目前，确定岩体抗 剪强度参数的方法很多，但是在很大程度上仍然采用的是在室内外岩 体试验基础上，参考借鉴以往积累的经验来进行岩体抗剪强度参数的 确定。为此，国内外的岩土工程研究者都非常重视岩体的试验。
Shear stress (Mpa)
4
y = 0.15x + 3.9667 R2 = 0.9643 y = 0.3369x + 0.5478 2 R = 0.9817
2
y = 0.5185x + 0.0857 2 R = 0.9914 0 0 5 10 Normal stress (MPa) 15 20
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主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
2012年09月23日
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结论
钻孔剪切仪为国内岩体力学参数的确定提供了一条新的路径，一种新 的技术手段；从国外应用经验以及向家坝应用结果来看，钻孔剪切试 验结果与常规室内外试验具有较好的一致性；与常规试验相比，钻孔 剪切试验具有原位、快速、简便、经济等显著特点，可在中~软岩体 抗剪参数测试中发挥具大作用。 在试验中也发现钻孔剪切仪尚存在一些不尽人意之处，通过进一步改 进可使仪器更为合理、应用范围更为广泛，为岩体工程特性的确定提 供较为可靠的参考依据。 新开发的钻孔剪切弹模测试系统，综合了钻孔弹模测试仪与钻孔剪切 设备的优点，可以获得多种岩体工程力学特性指标。随着工程应用的 不断深入，其性能不断完善，切实为工程中岩体力学特性参数的确定 提供重要的基础资料。另外，设备轻便便于携带、操作简单，将为岩 石工程地质勘察试验提供一种新的技术手段。
2012年09月23日 中国水利水电科学研究院岩土所 6
前言
钻孔剪切仪能够在现场快速进行岩体剪切试验的便携设备，可以弥补 现有现场大剪量少和室内试验试样易受扰动代表性差等问题。进行了 室内试验与工程现场应用，在总结钻孔剪切仪的优缺点基础上，结合 了岩土工程中常用的其他钻孔岩体工程特性测试方法，研制开发了第 一代岩体原位测试设备——岩体钻孔剪切弹模测试系统。
c (MPa) 0.07
R平方值
备注 试验深度距孔口 0.25m～0.40m
0.85
0.994
第二组试验 钻孔编号： RBX-7
第三组试验 钻孔编号： RBX-7
0.50
1.40
0.968
试验深度距孔口 0.65m～0.85m
0.54
1.08
0.984
试验深度距孔口 0.80m～0.95m
泥岩钻孔剪切典型试验数据以及回归拟合曲线 2012年09月23日 22
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4
节理岩体抗剪强度参数确定方法
类别
理论 方法
方法
损伤力学 断裂力学 结构面网络模拟
优点
理论严密缺点岩体高度非性，无 可操作成果。试验 方法
直剪（室内和现场） 直观，目前规范和设 取样扰动，试样不能 三轴（室内和现场） 计中主要依据的方法。 代表岩体参数。 原位测试（声波） Hoek-Brown Q RMR Z 适用于发育3组以上 结构面并可以假设为 各向同性的节理岩体 不适合于结构面、软 岩； 取值与技术人员有很 大关系，有较强的随 意性。
（a） 钻孔剪切弹模仪正视图
（b）钻孔剪切弹模仪纵剖面示意图
图9 钻孔剪切弹模仪总体结构示意图
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新型岩体钻孔测试设备的开发研制
岩体钻孔剪切弹模仪的功能与特点
岩体剪切试验。通过改进了剪切仪上的上下盘刀，较美国爱荷华大学研发的 钻孔剪切仪，增加了剪切面积，基本上实现了在钻孔中进行的真正意义上的 剪切试验。 岩体变形试验。通过橡胶膜向岩体钻孔孔壁施加应力，对岩体的弹性模量与 变形模量进行测试； 复杂应力条件下的岩体原位剪切试验。可进行多级荷载作用后的岩体剪切试 验，或者根据工程实际设计复杂应力条件下的岩体原位剪切试验。利用同一 个设备可同时完成弹模与剪切试验。并且一次入孔可作不同位臵多点测试， 省时省力，可以方便快捷地得到岩体抗剪力学强度参数。 岩体工程质量分级。结合其他钻孔测试设备，如钻孔声波测试设备、钻孔电 视，并结合岩心质量评价的RQD系统，全面综合对岩体工程质量进行评价。
2012年09月23日
25
主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
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新型岩体钻孔测试设备的开发研制
岩体钻孔剪切弹模仪的研制
在引进的钻孔剪切仪工作原 理与实际应用的基础上，开发了 新一代的岩体原位工程特性测试 仪器，利用该设备可以在工程现 场的勘探钻孔中进行重要的岩体 力学特性试验，得到岩体抗剪强 度参数，岩体变形参数等重要工 程设计资料。并且可以结合其他 的岩体钻孔测试设备相配合，对 工程岩体进行合理评价，更好地 为工程设计、施工、验收、运行 中的重大决策基础技术支撑。
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主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
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钻孔剪切试验（RBST）简介
美国爱荷华州州立大学 Richard Handy教授自1970 年就提出了利用现场地质钻 孔进行孔内原位直接剪切试 验的想法，后经过多年不断 的研制开发与工程应用反馈， 于近期成功开发了适用于软 ~中等硬度岩体的岩石钻孔 剪切仪（英文名称为Rock Borehole Shear Test），并 已在美国、日本等国家得到 了应用。
日本进行钻孔剪切试验研究 ，右图所示的是日本对同一 种岩体所进行的室内试验与 现场钻孔剪切试验的比对分 析，通过图中可以看出，钻 孔剪切试验得到的岩体内摩 擦角与内聚力分别为43.4度 与0.4MPa，而室内试验得到 的岩体体内摩擦角与内聚力 分别为42.4度与0.67MPa，. 另外从图中可以看出，两者 具有较好的一致性。
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**水电站坝基岩体钻孔剪切试验应用
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向家坝水电站坝基岩体钻孔剪切试验应用
2009年底及2010年5月，进行了60余组钻孔剪切试验，其中黑色条带状泥质粉砂 岩中进行了3组钻孔剪切试验，试验位置约为消力池底板下4m处；黑色泥岩钻孔中共 进行了47组试验。
齿状凸起
梯形螺纹钢杆
封装套管
可扩张活塞
可旋转的剪切头
推压板 滑轨
基座及触 发机构
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钻孔剪切仪的基本原理
该实验可以看作沿着这 一薄层岩片（图2 中虚 线部分）的强制直剪破 坏试验。在岩石钻孔剪 切试验中，如嵌于齿状 凸起间岩片的面积为A， 作用于岩片上的法向力 和连杆的提拉力大小分 别为P 和T，则作用在岩 片上的正应力和剪应力 分别为 σ = P / A；τ = T / 2A
向家坝水电站钻孔剪切试验成果简介
（1）条带状灰黑色泥质粉砂岩的钻孔剪切实验数据回归得到f平均值为0.67，c平 均值为1.43MPa，试验数据线性拟合优度平均值为0.97。其中得到的岩体抗剪强 度参数中f值非常接近，而c离散较大。 （2）黑色泥岩的钻孔剪切试验数据回归分析可知，抗剪强度参数中f的平均值为 0.45，c的平均值为0.80MPa，试验数据线性拟合优度平均值为0.968。其中岩体f 值的离散性较小，而c离散较大。 （3）通过试验成果与地质工作者对相应岩体的抗剪强度参数建议值相比可知，钻 孔剪切试验得到的f值与地质建议值接近，且略小；但c值大于地质建议值，且幅 度较大[7,8]。
2012年09月23日
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岩体钻孔剪切试验（RBST）主要优点