钻探岩石分级方法的回顾和建议

回顾探矿工程发展的历史，最早提出工程技术方面岩石分级表的当推苏联M.M.普罗托吉可诺夫（Протдъяконов）教授，时间为1926年。他第一次提出以“岩石坚固性系数”分级，这就是根据岩石物理力学性质进行岩石分级的开端。1927年，B.F.蒂尔森（Tillson）在美国采矿工程学会哥伦比亚大学会议上提出了“可钻性”术语。E.D.加登纳（Gardner）赞成应用这个术语，同时指出：岩石的硬度和韧性与实际的钻进速度没有一定的内在联系。测定钻进速度的唯一可靠方法就是实际钻进试验。这就是根据实际测定岩石的“可钻     

使用掘进机条件下岩石可钻性的试验研究

本文根据岩石掘进机的破岩特点,阐述了岩石的物理力学特性及其赋存状况对大断面群刀破岩可钻性的影响;并根据现场实测资料分析,提出了以地质条件为基础,按照岩石的坚固性、完整性、磨砺性综合划分岩石可钻性分级的初步方案。     

冲击钻凿岩石可钻性试验研究

冲击钻凿岩石可钻性的试验研究在坑探以及其它采掘工程中都有重要意义.本课题选择了点载荷、回弹仪和捣碎法等三种试验方法,进行了两次现场与实验室试验.在辽宁、江西、河南、陕西、安徽等省,共10个矿区的23种岩石中取得大量与凿岩机钻速V、回弹值RN、点荷强度Is（50）以及捣碎法普氏系数fT、岩石强度系数CRS等指标有关的原始试验数据.运用了概率统计、灰色系统理论以及模糊数学等分析方法,并借助微机进行了数据处理与回归分析.对于RN、Is（50）、fT、CRS等指标与钻速V的相关性进行了评价,结果表明:在显著性水平α=0.01下,点荷强度Is（50）与钻速V的线性相关显著.在显著性水平α=0.05下,仅有改装后的回弹仪HT100R4.5和NT225R6的回弹值R1和RN2与钻速V的线性相关通过检验,而RN1优于RN2.捣碎法普氏系数fT、岩石强度系数并不是在所有岩石中都与钻速V有相关关系.因此,提出予估风动凿岩机、直径40mm一字形钎头钻速V-的方程:V-=[61.68-3.97Is（50）]Kp·KN（cm/min）式中:Is（50）-岩石点荷强度（MPa）;Kp—风压校正系数;KN—凿岩机输出功率校正系数以点荷强度Is（50）和凿岩机输出功率N为变量绘成予估钻速的诺模图.以点荷强度Is（50）为分级指标将岩石可钻性分为七级.虽然,用回弹仪予估钻速的精度低于点荷仪,?     

钻进软岩层地质勘探钻孔用的牙轮钻头

软岩层(粘土、泥灰岩、页岩等)的特征是可塑性大。从整个岩块中分离出这些岩石的颗粒需要很大的力量。切削式钻头破碎这些岩石时能取得最大的效果。切削和捣碎方法的结合能保证获得高的机械钻速和钻头进尺。当利用冲洗液流的水力冲击作用时,这种钻     

试论岩石在交代过程中物质迁移数量的计算方法

迄今所知,研究岩石在交代过程中物资转移数量的地球化学计算方法主要有直接对比法,“Al_2O_3恒定值法”,“氧化物一体积法”,“氧法”及“原子-体积法”等。这些方法,尽管有的在世界各国广     

在坚硬岩层中电气迥转钻进炮眼和钻孔

钻眼工具的坚固性,是确定在井下条件使用电气回转钻进坚硬岩层的主要因素。随着岩石硬度和耐磨性的增高,工具的磨损也急剧增大,因而回转钻进是不经济的。虽然回转钻进的优点很明显,但在坚硬岩层中未得到应用。     

我院研制成功重型液压凿岩机专用钎头

我院探工系张国榉副教授主持研制成功直径50毫米十字形、球齿波形螺纹钎头,填补了我国钎头系列的一项空白。截至今年五月份为止,研制成功的直径50毫米十字形,球齿波形螺纹针头,在岩石坚固性系数f=16~20的极坚硬岩石中的平均寿命分别是一百五十四点四米札一百一十七米,分别是进口瑞典十字、球齿针头平均寿命的百分之一百二十六点八和一百五     

某些岩石动态性质的初步试验研究

测定和研究与岩石实际破碎过程有关的动载特性,对解决工程中如何有效地破碎岩石和防止岩石破坏两问题很有必要。为此,笔者对几种常见的岩石用“冲击应力脉冲法”进行了试验,并与岩石声波仪测出的结果进行了对比;讨论了岩石动载特性参数,并认为它们对岩石可钻性和爆破性的研究有一定的参考价值。     

荆子峪0+957塌方段塌方的原因及处理方法

一、地质情况引青济秦西吴庄隧洞荆子峪大沟段围岩大部分属于安山质凝灰岩，岩石坚固性系数f=1.2左右，按水电部分级为Ⅱ类围岩。其中，岩石极其破碎段长240m，是整个隧洞的控制性地段。岩层构造发育，岩石遇水泥化，被粘泥包裹，爆破后隧洞自稳时间是2—3h，地下水较发育，埋深为25m左右，其中岩石厚度仅为13m，其余为6m厚的鹅卵石层及6m厚的粘土层。开挖断面为宽3.8m，高4.61m，拱顶圆弧半径2.12m，圆心角127.3°。     

边坡松动爆破技术

边坡松动爆破技术河南省地质矿产厅地探处杜镇球１工程简况某火车站调车场扩建工程，位于该段铁路线之东侧（如附图所示）。施工的地质条件是：边坡开挖的上部为第四系砂土层及少量风化层；其下部为寒武、奥陶纪灰岩，岩石坚固性系数ｆ值为８～１０，岩性较致密坚硬，裂隙...     

鄂西高速公路岩体结构面强度参数试验研究

对湖北省西部某高速公路宜昌—恩施段主要岩体结构面(层面)的抗剪强度参数进行了较系统的试验研究,包括岩体结构面的野外地质调查、岩体结构面原位直剪试验、结构面室内模拟试验及岩体力学参数估值等。通过对各种试验数据进行整理、分析和对比,得到了岩体结构面强度参数。最后在岩体工程分类的基础上,利用Hoek-Brown经验方法对各类岩体结构面强度参数进行了估算。综合以上多种数据,并考虑岩体结构面所处具体地质条件,提出了各类岩体结构面强度参数建议值。     

深层岩石力学性质的试验方法

采用美国MTS公司生产的三轴岩石力学试验机进行岩石强度特性和变形特性试验。岩样试验结果表明,由于岩石内弱面和充填物的影响,岩性相同的岩石变形特点并不相同,而不同岩性的岩石却有相似的应力/应变曲线。由于岩石非线性、赋存条件及结构特性的影响,应根据研究范围对试验结果进行相应的处理。     

岩土超声波测试研究进展及应用综述

超声波在岩土介质中传播时携带了许多与岩土物理力学性质有关的信息,这些信息可综合反映到声学参数如超声波速、衰减系数、波形、频率、频谱及振幅等的变化上,根据这些参数可反演得到岩土体的物理力学指标及细观结构特征,从而解决一系列的岩土工程问题。首先对超声波无损检测可以解决的岩土工程问题进行了概述。其次系统地阐述了土体和岩石(体)超声试验的研究进展:土体强度参数声学特性的试验研究、土体微结构参数的超声探测、岩石强度参数的超声测试研究、超声波速在岩石破裂方面的应用研究、超声波声波衰减在岩石材料中的应用、超声波速度和衰减各向异性的研究及超声波流体流动试验的研究。最后,笔者将超声波测试拓宽到土石混合体研究领域,探讨了不同含石量试样的波速和衰减规律,以及损伤声学参数对试样在单轴压缩作用下裂纹扩展的细观损伤特性的研究,更进一步说明了土石混合材料即不有别于土也不同于岩的特殊性。在以上研究基础上,基于超声波岩土试验国内外研究动态的总结,对其未来的发展趋势进行了展望。     

危岩主控结构面强度参数计算方法

主控结构面强度参数c、是危岩稳定性分析的关键问题,目前仅根据贯通段和非贯通段的长度进行c、线性加权计算,与实际情况误差在40%左右。本文对主控结构面设计11种贯通率(10％、30％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％和90％),预制20cm10cm5cm的M15砂浆试件并进行直剪试验,获得了c、值与贯通率之间的非线性实验曲线,据此建立了考虑不同贯通率和防治工程安全等级的危岩主控结构面c、值计算方法,即贯通率法;实际应用中,只需量测主控结构面的贯通率并采用常规试验确定危岩完整岩石的单轴抗压强度和内摩擦角,因此,该方法易于操作,计算结果与实际情况基本一致。     

测定岩石经历的最高古应力状态实验研究

当前国内外尚无测定三维古构造应力场的理想方法.提出了一种新方法: 从待测地点取大岩心或新鲜石块, 从6个以上方向取岩石试样, 每方向至少10个试样, 以声发射的广义抹录不净现象, 测定岩石经历的各主要构造运动期的最大主应力值.而后, 统计出岩石记忆的最高古应力状态的最大主应力值σ_mt.由于岩石对最高古应力状态在各取样方向的正应力σ_mn尚有记忆, 只不过隐藏于各期较低古应力状态的最大主应力值之间, 不易区分, 故以σ_mt为目标, 通过“AE反演搜索法”, 则可将隐藏的各σ_mn搜索出来, 从而计算出岩石经历的最高古应力状态.以准平面应力状态模拟实验检验了该新方法的可行性.      

不同节理粗糙度类岩石材料三轴压缩力学特性试验研究

粗糙度是影响节理岩体强度与变形特性的重要因素之一。首先使用3D 打印机制作模具,并浇筑形成不同粗糙度（节理粗糙度系数JRC=2、7、12、17、22）的节理岩石试样。采用GCTS高温高压动静岩石三轴试验系统,对含有不同粗糙度节理岩石试样进行了三轴压缩试验,获得了不同粗糙度节理岩石试样的三轴应力–应变曲线,分析了JRC对岩石三轴强度和变形特性的影响规律,在三轴加载过程中采用声发射测试系统,分析了不同粗糙度节理岩石试样的声发射特性。运用数字三维视频显微系统观察节理面形态,讨论了不同围压下节理岩石试样峰值强度与JRC之间的关系。研究结果表明,节理面的存在直接导致节理岩石试样强度的大幅度降低,JRC对岩石破坏裂纹的形态、数量和空间分布特征亦有很大的影响,随着JRC值的增大,岩石节理面的抗剪强度增大,岩石试样的三轴抗压强度也会增大,岩石试样由脆性破坏转变为延性破坏。     

不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究

结合Voronoi图随机模拟和3D打印技术制备不规则柱状节理网络模型,采用白水泥浆类岩石相似模型材料浇筑模型并拆模,然后分别采用白乳胶和502胶水作为黏结剂黏结柱体得到两组不规则柱状节理岩体试件,通过对其进行室内单轴压缩试验研究不规则柱状节理岩体强度特性和破坏模式。试验结果表明:不规则柱状节理岩体试件单轴抗压强度随柱体倾角的变化曲线呈现近似"J"型,表现出显著各向异性特征;不规则柱状节理岩体试件典型破坏模式包括沿柱状节理面的劈裂破坏、沿柱状节理面的剪切破坏和沿柱体的压裂破坏等3种,其部分破坏形态有异于规则柱状节理岩体试件。同时,通过与采用净水泥浆作为黏结剂的柱状节理岩体试验结果进行比较,结果表明:采用白乳胶和502胶水作为黏结剂时柱体间黏结强度更低,能够较好反映柱状节理面的弱化效应,试件力学响应与真实柱状节理岩体更为一致。     

节理抗剪强度综合评价的试验研究

选取不同吻合度自然节理试样,进行干燥状态和饱和状态的JRC-JCS模型和JRC-JMS模型试验研究。结果表明,在节理粗糙度系数的定向统计测量和尺寸效应分析,以及剪切过程衰减折减的基础上,运用JRC-JCS模型综合评价节理抗剪强度可靠性较好,考虑吻合度系数的JRC-JMC模型比JRC-JCS模型具更好的预测能力。     

岩体变形和破坏的结构效应

许多学者早已发现岩体的变形和破坏与试件尺寸有关,即随着试件尺寸增大,其变形模量变小,破坏强度降低。这种现象称为尺寸效应。 近来研究表明,所谓尺寸效应实际上是岩体结构效应和试验技术条件的反映。     

灰岩隧道掘进机隧道点荷载试验评价岩石强度方法的研究与探讨

使用隧道掘进机（TBM）开挖隧道时刀盘和盾体阻碍了对岩石状态的观察,这时可使用岩渣对岩石条件进行预测和评价。从滚刀破碎掌子面产生的岩渣中选取块状岩石进行点荷载试验可以获得岩石强度,但是受过滚刀损伤作用的岩石强度值与未受损伤的岩石强度值之间的关系尚不明确。从吉林引松供水工程TBM破岩产生的岩渣中挑选块状试样进行点荷载试验,同时在产生岩渣的相应位置钻取岩芯获取点荷载强度,与单轴抗压强度进行了对比,记录了取样地点地质状态、试样的尺寸、破碎状态以及等效断裂面积。结果表明：岩渣中的岩块受到滚刀作用产生的损伤强度值有所下降,为完整取芯试样的63.25%,原岩越完整受损程度越大;灰岩点荷载强度换算岩石单轴抗压强度系数约为25.3,直接使用岩渣时建议系数约为42.1;峰值荷载与等效断裂面积成正比;尺寸过大的试块往往与岩体原有裂隙有关,强度极低,不适宜用作点荷载试验。研究结果为TBM隧道现场快速获取岩石强度参数提供了方法和依据。