岩土分析试验中的 11项物理指标对比分析

王晶

摘要：从试验技术研究方面入手,组织安排开采倾斜近地表矿体地表及围岩变形的平面应力模型试验，和高地应力条件下，坚硬脆性围岩洞室周边应力分布及围岩变形与破坏的平面应变模型试验,并用相关数值计算软件进行模型试验结果的对比分析。

关键词：岩土 试验 指标 对比分析

一、指标对比分析研究意义

岩土试验是岩土工程勘察的重要 工作内容,可提供土和岩石的物理力学性质指标,供设计计算时使用。由于岩土自身的不均匀性、取样运输过程中的扰动、试验仪器及操作方法的差异、试验人员的 素质不同,使得岩土试验测试的结果存在这样那样的问题,导致测试结果失真,在一定程度上影响工程设计的准确性。因此,研究岩土试验中异常现象及实测成果的 综合分析处理是有十分重要的意义的。

二、指标对比分析研究目标

物理模型试验比较直观,可定性或定量反映与地下工程有关的天然岩体受力特性,和与其相联系的地下工程结构的相互影响,能真实地模拟复杂地下工程结构、复杂地质构造、复杂地下岩层组合关系,等等。随着新建地下工程规模越来越大,出现的问题越来越复杂,需要研究的内容越来越多,使得物理模型试验越来越具有实际的工程意义。掌握岩土的工程分类和鉴别，熟悉岩上工程性质指标的物理意义及其工程应用。

三、指标对比分析研究方法

本项目研究拟采用调查研究法、试验对比分析法、研讨论证法和经验总结法等研究方法。调查研究法是指深入企业与工程技术人员及行业专家座谈，了解相关产品最新研究成果。对比分析法是指对试制产品进行对比分析，从而优化产品的性能。研讨论证法是指召开论证会对阶段性成果进行研讨和论证。经验总结法是指组织阶段性的经验总结与交流，及时撰写有价值的经验论文，并汇总阶段性成果形成最终的研究成果。

四、指标对比分析研究技术指标

（1）各试验取样尺寸应严格按照实验标准规范进行。

（2）工程用岩土需符合现行国家标准要求。

（3）根据荷载与沉降关系曲线确定地基土体的承载力和计算变形模量。

五、指标对比分析研究主要内容

在遵循相似理论的基础上,着重从模型试验技术研究方面入手,组织安排开采倾斜近地表矿体地表及围岩变形的平面应力模型试验和高地应力条件下坚硬脆性围岩洞室周边应力分布及围岩变形与破坏的平面应变模型试验,并用相关数值计算软件进行模型试验结果的对比分析。主要研究内容如下: (1)采用Fe3O4粉末、标准石英砂、石膏、水等原材料配制模型材料密度大,通过改变模型材料中石膏的含量,可以使模型材料的抗拉强度在0.0018～0.0180 MPa范围内变化,内聚力在0.0013～0.0700MPa范围内变化,该模型材料适合模拟考虑重力场的岩体; (2)选取单轴抗压强度(σc)、脆性系数(K)与冲击能量指数(WB)为脆性岩体具有岩爆倾向性的概化指标,找出了由石英砂、石膏、水泥、水等配制成的模型材料的σc、K、WB与各原材料成分配比的关系,选取了合适的脆性岩体物理模型材料的配方; (3)对岩土工程大型真三轴物理模型试验机进行电液伺服控制程序二次开发,形成各种不同应力状态。