[发明专利]一种岩体风化、卸荷的数值判别方法

说明书

本发明公开了一种岩体风化、卸荷的数值判别方法，包括在探硐壁上从硐口向硐底，沿腰线分别布置声波测试点和回弹测试区，在声波测试点用声波仪测试岩体的纵波传播速度，在回弹测试区用回弹仪测试岩石的回弹值；无论岩体是风化还是卸荷，其纵波速都存在级差，但风化岩体回弹值存在级差；而卸荷岩体回弹值不存在级差；并利用这两项参数进行组合，可判断岩体是风化还是卸荷及其风化和卸荷的程度等级。本发明的优点是操作简易，对野外条件要求不高，能较快地获得岩体资料，定量评价工程地质问题。

技术领域

本发明涉及岩体地基和岩质边坡的风化和卸荷，尤其是涉及一种岩体风化、卸荷的数值判别方法 。

背景技术

水利水电工程往往涉及岩体地基和岩质边坡，自然状态下，风化作用和卸荷作用都会导致岩体破碎，对建筑工程的影响非常显著。

岩石在太阳热能、大气、水分和生物等各种风化应力作用下，不断发生物理和化学变化的过程即为岩石风化。这种促使岩石破碎甚至分解的地质作用称为风化作用。风化作用可使岩石性质发生变化，岩石风化后的颜色、结构、矿物成分及物理力学性质等方面均会发生变化。

一般情况下，越靠近地表的岩体，风化程度越深，而向地下深部的风化程度会逐渐减弱，直至过度到未受风化的新鲜岩体。

风化作用会导致岩石强度、岩体的承载力降低、变形模量减小、透水性增强，岩质边坡的稳定性变差，会促进滑坡、崩塌等不良地质现象的形成和发展。岩体风化程度不同，破碎程度和物理力学性质不同，对工程建筑的影响及施工时需要进行处理的程度和方法也都不同。为了确定岩体风化对工程建筑的影响，必须查明风化规律和特征，对岩体进行风化程度的分级。

岩体卸荷是由于河谷侵蚀下切或人工开挖形成新的临空面，破坏了岩体原有应力状态的平衡，岩体应力发生重分布，使浅表部岩体因应力释放而向临空面方向发生回弹、松弛的现象。卸荷带的工程地质特征主要表现在卸荷裂隙的产生、岩体结构的松弛，以及由此而产生的物理力学性质的变化。

岩体卸荷是岩体应力差异性释放的结果，表现为谷坡应力降低、岩体松弛、裂隙张开，其中裂隙张开时卸荷的重要标志。

同样的，一般情况下，越靠近地表的岩体，卸荷程度越深，而向岩体深部的卸荷程度逐渐减弱，直至过度到未发生卸荷岩体。

岩体卸荷带直接关系到坝肩稳定、边坡稳定、建筑物地基变形和洞室围岩稳定等，是影响基础开挖和处理工程量以及方案比选的重要因素。如对大型水利水电工程，强卸荷岩体不宜作为坝基（特别是拱坝坝基），一般予以挖除。弱卸荷岩体通过工程处理可作为坝基。

岩体发生风化作用或卸荷作用，给水利水电工程建设带来了复杂的地质问题，在深山峡谷、新构造运动强烈、高地应力等地质环境中，这种问题更为突出。准确判别岩体是发生风化作用或是卸荷作用，以及判别岩体风化带与卸荷带的等级对水利水电工程的位置确定及地基、边坡的处理关系重大。因此，判别岩体的风化与卸荷及其等级划分就显得非常重要。

目前，判断岩体是发生风化作用还是卸荷作用，主要是通过野外现场人为定性进行。对于岩体风化分带、卸荷分带，以定性为主，也有一些定量判断的研究。对岩体风化带的鉴定主要考虑风化岩石的类型及组合特征，岩体的宏观结构及完整性，物理力学性质、水文地质条件、波速比等。对岩体卸荷带的鉴定是以地质特征为主要标志，辅以裂隙张开宽度及波速比等特征指标。

由于对岩体风化与卸荷的定性判别及风化带、卸荷带的划分往往由于勘察人员的经验及对评价标准掌握情况的差异,会得出不同的分带量级,不可避免地存在评价时的任意性；而且目前岩体风化带、卸荷带的定量划分方法中，对风化带、卸荷带的界面关系研究较少，部分规范体系提出的定量划分标准主要为“波速比及风化系数”，其中风化系数主要依据饱和抗压强度进行计算，但抗压强度试验在野外难以进行，因此风化系数这一定量标准的实用性较差。

发明内容