一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角φ的方法
【技术领域】
[0001] 本发明一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，涉及岩石勘察试验 领域。
【背景技术】
[0002] 已有成熟的气冲式射钉器，它是利用空气压缩机产生气压作为动力，通过排气管 传输到射钉枪，并以此推力将射钉打入建筑体的工具；射钉完成后可直接再次使用。
[0003] 在岩质边坡设计计算时经常用到两个抗剪断强度参数：粘聚力C，内摩擦角9现 目前通常办法是通过岩石直剪试验、单轴压缩试验或三轴压缩试验确定。
[0004] 制作相应的圆柱形试件，在某一侧限压应力（〇2= 〇 3)作用下，逐渐对试件施加 轴向压力，直至试件压裂，记录下压裂时的轴向压应力值就是该围压〇3下的〇 lm。在围压 不大时，并根据直线形莫尔强度包络线计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角9。
[0005] 现有技术中岩石粘聚力C和内摩擦角cp获得存在的缺点需要进行岩石直剪试验、 单轴压缩试验或三轴压缩试验等确定。试验试样的获取需要大量人力物力，而且比较繁琐。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，运用射钉枪测 定钢排钉对于所测试岩石的贯入长度；建立钢钉贯入长度与粘聚力C和内摩擦角(P数值的 对应关系；该方法工作可靠、结构简单、操作方便。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：
[0008] -种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，包括以下步骤：
[0009] 步骤1 :空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通 过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体；
[0010] 步骤2 :通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；
[0011] 步骤3 :根据直线形莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角9。
[0012] 所述步骤1中，空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小。
[0013] 所述步骤1中，射钉枪的枪口与岩体垂直。
[0014] 所述步骤3中，对于岩石，取中间岩芯制成试件，该试件用于做岩石常规三轴压缩 试验并分析数据。
[0015] 岩石采用软岩或者有一定风化程度的砂岩。
[0016] 本发明一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，技术效果如下：
[0017] 1)、空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小，可变相的调节 压强；空气压缩机可获取测的压强数值。
[0018] 2)、为了测定的钢排钉对于所测试岩石的贯入长度数据更加精确，减少误差。岩石 对象尽可能采用软岩或者有一定风化程度的砂岩，保证钢排钉能既射入岩体，又使钢排钉 不完全没入岩体的状态，取得到有效射入值。
[0019] 3)、射钉枪的枪口与岩体垂直，保证钢排钉射入岩体不弯曲，提高测定可靠度。
[0020] 4)、想要得到某类岩石的岩石粘聚力C和内摩擦角9,可以不必要进行繁琐的试验 才能够得到岩石粘聚力C和内摩擦角9,通过查表高效地查询到，简捷方便。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明测试流程图。
【具体实施方式】
[0022] 一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，包括以下步骤：
[0023] 步骤1 :空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通 过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体。
[0024] 步骤2:通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；岩石采用软岩或者有一定风化程 度的砂岩。
[0025] 步骤3 :根据直线形莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角(P。
[0026] 所述步骤1中，空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小。
[0027] 所述步骤1中，射钉枪的枪口与岩体垂直。
[0028] 所述步骤3中，对于一岩块，取中间岩芯制成规格直径50mm,高度100mm的试件， 并用于做岩石常规三轴压缩试验可以得到岩石三轴压缩强度〇lm和围压〇 3并分析数据， 根据直线型莫尔强度包络线计算公式可得：
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 式中，〇lm为岩石的三轴压缩强度；〇 3为围压；C为岩石粘聚力；识为岩石内摩擦 角；〇。、〇T是为了表达式看起来简洁假设替代的。
[0034] 计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角，在钻孔旁边测得多组高强度钢排钉相对于 所测岩石的贯入长度数据。分析钢排钉贯入长度，分别与岩石粘聚力C和内摩擦角(P的关 系，建立钢钉贯入长度与软质岩石抗剪断强度参数粘聚力C和内摩擦角9关联表，见表1所 示：
[0035] 表1工程岩体分级、钢钉贯入深度与岩石抗剪断强度参数关系表
[0036]
【主权项】
1. 一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角q>的方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1:空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通过高 压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体； 步骤2:通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度； 步骤3:根据直线型莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角q>。2. 根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力c和内摩擦角9的方法，其特征 在于，所述步骤1中，空气压缩机内的高压气体压强，随着射钉次数增加成正比减小。3. 根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，其特征 在于，所述步骤1中，射钉枪的枪口与岩体垂直。4. 根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角9的方法，其特征 在于，所述步骤3中，对于岩石，取中间岩芯制成试件，该试件用于做岩石常规三轴压缩试 验并分析数据。5. 根据权利要求1所述一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角q>的方法，其特征 在于，岩石采用软岩或者有一定风化程度的砂岩。
【专利摘要】一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，步骤1：空气压缩机产生高压气体，高压气体通过排气管传输到射钉枪，射钉枪通过高压气体产生的压强，将钢排钉射入岩体；步骤2：通过钢尺测定钢排钉贯入岩石的长度；步骤3：根据直线形莫尔强度包络线，计算得到岩石粘聚力C和内摩擦角。本发明一种利用射钉测量岩石粘聚力C和内摩擦角的方法，运用射钉枪测定钢排钉对于所测试岩石的贯入长度；建立钢钉贯入长度与粘聚力C和内摩擦角数值的对应关系；该方法工作可靠、结构简单、操作方便。
【IPC分类】G01N19/02, G01N19/04
【公开号】CN104990866
【申请号】CN201510435511
【发明人】刘杰, 李春波, 胡安龙, 常德龙, 王哲
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月23日