[实用新型]一种柱状节理松弛效应综合测试洞测试现场结构

说明书

本实用新型提供了一种柱状节理松弛效应综合测试洞测试现场结构，所述测试洞设置在柱状节理发育洞段，测试洞长度根据测试区长度确定，沿长度方向包含至少四个测试区；所述测试洞的高度满足测试洞自上至下分三层开挖，单层高度3~5m；所述测试洞中第三层上方的第一层和第二层被挖除，自测试洞的第一层边墙向下方第三层所处位置的两侧布置倾斜的钻孔，在钻孔中预埋声发射探头，探头距离第三层边墙为0.5~1倍洞径；所述第三层分为多组，每组中包括至少两个测试区的第三层，在单块的测试区中采用相同的支护，在每组中的不同测试区的支护不同。本实用新型使得测试工作能够通过较少的工作量来评价不同开挖方式、不同支护措施对柱状节理松弛区的影响。

技术领域

本实用新型涉及柱状节理发育的隧道、地下洞室、边坡、坝基等的柱状节理松弛效应综合测试洞。

背景技术

柱状节理是玄武岩中较为常见的原生破裂构造，多见于厚层火山熔岩中，将岩体切割成一种比较规则的多边形长柱体。在未受扰动影响的情况下，柱状节理玄武岩岩石坚硬，柱体镶嵌紧密，岩体强度较高。但开挖后卸荷易松弛，给地下洞室围岩稳定来带不利影响。卸荷松弛是柱状节理岩体最为显著的特征，例如原始自然边坡柱状节理玄武岩长期暴露，在长期卸荷风化作用下，松散掉块，松弛特征明显；地下洞室开挖后，洞周应力调整，柱状节理玄武岩出现浅层松弛，若支护不及时或支护力不足，松弛向深部进一步扩展，则可能发生局部坍塌破坏。

柱状节理岩体卸荷松弛特征与柱体的空间分布形态、应力赋存环境、支护时机、施工方法等均有较大关系，即使洞室尺寸相同，不同条件下的松弛特性也是不同的，多种因素影响下揭示松弛效应对工程设计、安全性评价具有重要意义。

为研究柱状节理松驰区形成、演变及其范围，目前常用的测试方法包括变形测试、声波检测、钻孔电视、压水试验等手段，但这些测试方法只能从宏观角度对柱状节理的松弛深度进行评价，对松弛的孕育过程和诱发机制则无法准确反映。

对于固体物质在外界条件(机械载荷、温度变化等)作用下，其内部将产生局部应力集中现象。由于应力集中区的高能状态是不稳定的，它必将向稳定的低能状态过渡，在这一过渡过程中，应变能将以弹性波的方式快速释放，即声发射现象。岩体是一种典型的非均质材料，开挖过程中将伴生声发射。岩体声发射蕴含着岩石内部微破裂的许多信息。采用声发射定位监测技术对地下洞室开挖进行连续跟踪监测，能够捕捉到岩体内部产生的声发射信号和具体部位，为分析岩体松弛特征提供依据。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种柱状节理松弛效应综合测试方法，能够通过较少的工作量评价不同开挖方式、不同支护措施对柱状节理松弛区的影响。

由于声发射对破裂扩展监测具有重要价值，该方面的研究已经开始广泛开展，但是由于受现场观测条件、监测方案设计、松弛效应评估等限制，目前还缺乏利用声发射技术实时监测与定量分析柱状节理损伤松弛区演化过程以及不同支护措施的锚固效应。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种柱状节理松弛效应综合测试洞测试现场结构，使得测试工作能够通过较少的工作量来评价不同开挖方式、不同支护措施对柱状节理松弛区的影响。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种柱状节理松弛效应综合测试洞支护测试现场结构，所述测试洞设置在柱状节理发育洞段，其特征在于测试洞长度根据测试区长度确定，沿长度方向包含至少四个测试区；

所述测试洞的高度满足测试洞自上至下分三层开挖，单层高度3~5m；

所述测试洞中第三层上方的第一层和第二层被挖除，自测试洞的第一层边墙向下方第三层所处位置的两侧布置倾斜的钻孔，在钻孔中预埋声发射探头，探头距离第三层边墙为0.5~1倍洞径；

所述第三层分为多组，每组中包括至少两个测试区的第三层，在单块的测试区中采用相同的支护，在每组中的不同测试区的支护不同。

进一步地，所述支护选自：无支护、有支护，所述有支护选自应对不同支护时机的支护以及不同结构的支护。