【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程勘察、岩土试验领域，更具体地说它是一种地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法。
技术介绍
1、随着人类社会的发展，人们对资源和能源的需求不断提高，包括对地下空间的需求；我国地下工程最初多建在铁路、公路、水利、水电、矿产资源等领域，近年来城市综合管廊、地下洞库等重大地下工程已在规划、实施，取得了骄人成就，但仍存在较多有待解决的技术难题。
2、地下工程建设一般不可避免会遇到断层带等不良地质条件，断层破坏了岩体的完整性，加剧了风化作用和地下水活动，会引发各种地质灾害，其中坍塌、大变形等围岩稳定问题尤为突出；因此，评价断层带围岩稳定性、确定与稳定性密切相关的抗剪强度参数，是地下工程地质勘察的主要任务，也是现行技术标准的强制性要求，既可为围岩支护衬砌设计和不良地质处理提供基础地质依据，也可为地下工程施工及运行提供安全保障。
3、在当前实践中，一般采用室内直剪试验和原位直剪试验来确定断层带抗剪强度参数，但均不适用于地下深部；对地下深部，室内直剪试验样品一般来源于钻孔，但因为断层带结构破碎、岩性软弱，难以采取原状样，试验成果准确度差；原位直剪试验可在勘探洞(井)和地表进行，但勘探洞(井)费用高、工期长且存在严重的施工安全隐患，且埋深大时洞(井)则根本无法实施；在地表，断层的风化状况、卸荷程度、应力状态、含水情况等因素与地下深部环境差异大，即使原位直剪试验也无法反映地下深部断层带真实的力学特性。
4、因此，如何确定深部断层带抗剪强度参数是地下工程建设亟待解决的难题。
1、本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足之处，而提供地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、步骤1，在断层出露的地表开展原位直剪试验：
4、在断层出露的地表开挖n个试坑，原位直剪试验在试坑中进行，每个试坑中布置1组试验，共有n组试验；
5、步骤2，在直剪试验试坑内进行原位声波测试、取样进行含水率试验：
6、在试坑内每个试块底部中心位置，垂直地面向下各施工1个声波测试钻孔，进行原位声波测试；对试坑的声波测试成果进行统计，取平均值作为该试坑断层带声波波速；
7、在试坑内每个试块剪切破坏面附近，平行采取3个样品，进行含水率试验；对试坑的含水率试验成果进行统计，取平均值作为该试坑断层带含水率；
8、步骤3，建立抗剪强度参数与声波波速、含水率的关系方程式：
9、根据原位直剪试验，得到地表断层带抗剪强度参数n组，分别为(f1、c1)、(f2、c2)、…、(fn、cn)，其中f为摩擦系数,无量纲；c为凝聚力，单位为kpa；
10、根据原位声波波速测试、含水率试验，得到地表断层带声波波速、含水率参数n组，分别为(v1、ω1)、(v2、ω2)、…、(vn、ωn)，其中v为声波波速,单位为m/s；ω为含水率,百分数表示，无量纲；
11、采用基于matlab软件的regress函数，分别对(f1、v1、ω1)、(f2、v2、ω2)、…、(fn、vn、ωn)和(c1、v1、ω1)、(c2、v2、ω2)、…、(cn、vn、ωn)进行拟合，建立断层带抗剪强度参数与声波波速、含水率之间的关系方程式：f＝ψ1(v，ω)、c＝ψ2(v，ω)；
12、步骤4，实施钻探，在断层带孔段进行孔内声波测试、取样进行含水率试验：
13、实施普通口径钻探，在断层带孔段进行孔内声波测试，获得该深度断层带声波波速vx；
14、同时对断层带孔段岩芯进行取样，得到含水率样品，对其进行含水率试验，获得该深度断层带含水率ωx；
15、步骤5：将钻孔中获得的某深度处断层带声波波速vx、含水率ωx，代入已建立的抗剪强度参数与声波波速、含水率之间的关系方程式f＝ψ1(v，ω)、c＝ψ2(v，ω)，可计算确定地下任意深度的断层带抗剪强度参数摩擦系数f、凝聚力c。
16、在上述技术方案中，步骤1中：n≥4。
17、在上述技术方案中，步骤2中：钻孔深度0.6m，采用单孔法进行波速测试，测点间距0.2m；声波测试钻孔用手持式风钻机实施；
18、对试坑的声波测试成果进行统计时剔除其中的异常值；
19、对试坑的含水率试验成果进行统计时剔除其中的异常值。
20、在上述技术方案中，步骤4中：在断层带孔段进行孔内声波测试时，测点间距0.2m；孔内声波测试深度与含水率样品采取深度相同。
21、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
22、1)本专利技术基于matlab软件的regress函数对地表出露的断层带特征数据进行拟合，建立抗剪强度参数与声波波速、含水率之间的方程式，再通过钻探获取的声波波速、含水率进而确定地下深部断层带强度参数，本专利技术具有结果准确、保障安全、提高工效、节省费用的优点。
23、2)本专利技术采用常规试验、测试数据作基础，充分考虑断层带所处地下深部环境影响因素，成果准确，填补了相关技术空白。
24、3)与本专利技术相关的试验、测试均在地表试坑和普通钻孔中进行，无需施工专门的勘探洞(井)，可保障安全、提高工效、节省费用。
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1.地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，步骤1中：n≥4。
3.根据权利要求2所述的地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，步骤2中：钻孔深度0.6m，采用单孔法进行波速测试，测点间距0.2m；声波测试钻孔用手持式风钻机实施；
4.根据权利要求3所述的地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，步骤4中：在断层带孔段进行孔内声波测试时，测点间距0.2m；孔内声波测试深度与含水率样品采取深度相同。
【技术特征摘要】
1.地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，步骤1中：n≥4。
3.根据权利要求2所述的地下深部断层带抗剪强度参数的确定方法，其特征在于，步骤2中：钻孔深...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄振伟，任志勇，王雪波，马力刚，马艺，艾文杰，李文健，熊宇康，达拉，
申请(专利权)人：长江岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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