对某水电站围岩弹性抗力系数试验研究

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1、岩土工程测试水利规划与设计2014年第2期某水电站围岩弹性抗力系数试验研究马鹏卢泳陈文华沈亚兴(浙江华东工程安全技术有限公司浙江杭州310014)【摘要】岩体弹性抗力系数试验一般在可研阶段进行，难度大、测试周期长、费用高。并需开挖试验洞，在技施阶段已难以进行。为了满足设计要求，查阅相关文献和资料后，在该工程高压管道上、下平段洞内进行了“长条荷载板法”围岩弹性抗力系数试验研究。试验结果表明该方法可靠实用，为有压隧洞确定合理的‰提供了实用的方法。【关键词】单位弹性抗力系数‰长条载荷板法变形模量[DOI编码】10。3969／j．issn．1672—2469．2014．02．023【中图分类号】TV2

2、21．2【文献标识码】B【文章编号】1672—2469(2014)02—008卜03引言房部位围岩完整性较好岩层，岩性单一，大部呈微风化，沿节理和破碎带见有弱风化。某水电站在技施阶段由于特殊原因，将更改1．2试验方法高压管道的衬砌型式。为选择合理的衬砌厚度，沿高压管道轴线底板岩体上，人工开挖宽设计迫切需要知道围岩的弹性抗力系数。规范规0．8m的水平条带，并用砂轮磨平。采用5或6定的水压法或径向液枕压法测岩体弹性抗力系个尺寸性能相近的液压枕沿支洞轴线底板长条数一般在可研阶段进行，试验难度大、测试周期排列，液压钢枕尺寸为40cm×40cm。用水泥浆长、费用高。并需开挖试验洞，在技施阶段已难将液压枕

3、贴于岩石面上，钢枕之间间距7cm，并以进行。为了满足设计要求，在该工程高压管道用高压油管连通，钢枕上面用千斤顶同时加载。上、平段洞内进行了“长条载荷板法”围岩弹性该法是将加荷面积增大，使长宽比达到5以上，抗力系数试验研究。这样就可当作弹性理论的平面变形问题来看待，1试验布置及试验方法因而与拉梅厚壁圆筒公式条件相近。由于现场高压管道洞高达8．70n8．10m，反1．1试验布置力系统采用锚杆加钢梁组成。高压管道洞高为8．70～8．10m，洞向N25。测量系统采用在每个钢枕之间的岩体上安W，部分段为N58。W。在高压管道下平段围岩装位移表，测量不同部位岩体的沉降变形；位移中布置9点，上平段围岩中布置

4、2点，共计ll表采用大量程的千分表，用磁性表座固定在基准点。具体试验位置由现场地质人员和试验人员共梁上，基准梁采用具有足够刚度和长度的工字钢。同确定。试验方法及设备安装如图1所示。高压管道上平段试验点的岩性主要为三迭试验采用逐级一次循环法加压，最大压力系上统监塘组的灰白色厚层粗晶大理岩(T2y5-2)，4．5MPa(管道内水压力的1．5倍)，分5级施加。岩层产状为：N5~20。E，NW75~83。，微风缓慢地进行加压，当所有压力表同时达到预定压化，岩体完整。力后应立即读数，以后每隔15min钟读数一次，高压管道下平段试验点的岩性主要为三迭当所有测表相邻两次读数差与同级压力下第一系上统监塘组的灰

5、黑色中层～中厚层细晶大理次变形读数和前一级压力下最后一次变形读数岩(T2)，岩层产状为：SN～N25。E／NW85。～上。监塘组灰黑色细晶大理岩属该电站厂作者简介：马鹏(1962年一)，男，教授级高级工程师。·81·岩土工程测试水利规划与设计2014年第2期差之比小于5％时，可认为变形稳定，并进行加高压管道半径，in；b为柔性枕宽，m：P为试验压或退压。每次加压或退压稳定时间不宜少于压力，MPa；△为岩体表面变形，m。lh。围岩单位弹性抗力系数‰按拉梅厚壁圆筒公2试验成果及分析式计算，即：。=x而PR1)2．1岩体沉降变化规律该工程不同压力下典型的沉降变形曲线主要其中，_)c：1一++B—C有

6、2种曲线类型。第一种曲线类型对应于大致均匀丁c的坚硬一半坚硬岩体，中间4个测点的沉降量基本1接近，见图2。第2种曲线对应于结构面发育，较(3-4／．0[sin2一siIl4+sin6]冗013破碎岩体，其沉降不均匀，且随着荷载的增加，沉：sin2i降不均匀性表现得更显著，见图3。2sin4+sin6]兀Zj2．2岩体单位弹性抗力系数c=siIl2一1各测点岩体单位弹性抗力系数取中间4～5个35sin4，。。gb测点的平均沉降量，按式(1)进行计算，试验成式中：ko为单位弹性抗力系数，MPa／cm；为果见表1。1反力架；2千斤顶；3液压钢枕：4位移测表；5油泵：6高压油管图1柔性条形载荷板法试验

7、安装示意图的大小和岩体的岩性及完整程度有关。上平段2个试验点岩性为厚层粗晶大理岩(T2y5-2)，微风化，岩体完整；下平段9个试验点岩性均为灰黑色中层一中厚层细晶大理岩(T2)，微风化，岩体较完整一破碎，部分试验面以下发育有缓倾角结构面。试验面与岩层层面近垂直。(1)SP6．1和SP6—2试验点岩体完整，岩体(第一种曲线类型)单位弹性抗力系数值在487．6～581．9MPa／cm之图2柔性条形荷载