[实用新型]一种柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构

说明书

本实用新型提供一种柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构，包括观测洞和开挖洞，所述观测洞和开挖洞之间设置声波钻孔，所述声波钻孔与观测洞连通且另一端紧贴开挖洞的边墙，所述观测洞的高程位于开挖洞的高程中部，所述观测洞和开挖洞之间的间距为三倍的开挖洞的宽度；所述开挖洞在平面方向上包含a区、b区、c区以及布置在a区、b区、c区两端的消除端墙效应区，所述开挖洞在竖直方向上从上至下依次包含I区、II区和III区，所述开挖洞a区开挖I区，所述开挖洞b区开挖I区、II区，所述开挖洞c区开挖I区、II区和III区。本实用新型可以直接建立起两者的定量表达关系，为工程现场的开挖量设计、岩体松弛深度评价提供了有力的技术手段。

技术领域

本实用新型涉及柱状节理岩体发育的地下工程、边坡工程，尤其是涉及一种柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构。

背景技术

柱状节理是火山熔岩中呈规则柱状形态的原生张性破裂构造，其内部节理裂隙异常发育，自稳能力较差，各向异性和时效松弛特征显著。其特殊岩体结构性主要体现在节理面极为发育，主要包括柱间节理面、柱内竖直隐节理面和柱内水平节理面等多组节理面。由于节理裂隙异常发育，在工程现场将不可避免地出现卸荷松弛问题。

岩体卸荷松弛是指岩体由于围压部分或全部解除而引起的变形、破裂、岩体强度及模量降低等一系列现象和过程，并可以导致波速降低、渗透性增加等现象。在天然条件下，柱状节理玄武岩结构致密，镶嵌良好，声学特性和力学特性都较好；但是开挖揭露后，表层岩体结构会变化，柱状节理面张开，岩体变得松散，声学特性和力学特性也明显劣化。

正是由于松弛深度测试的重要性以及柱状节理岩体的特殊性，在柱状节理岩体中开展松弛深度测试，对掌握柱状节理玄武岩松弛破裂时空演化特征、揭示柱状节理玄武岩的破坏机制、评价柱状节理岩体在开挖之后的松弛效应、围岩稳定性分析以及指导支护施工都具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构。

为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构，其特征在于：所述柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构包括观测洞和开挖洞，所述观测洞和开挖洞之间设置声波钻孔，所述声波钻孔与观测洞连通且另一端紧贴开挖洞的边墙，所述观测洞的高程位于开挖洞的高程中部，所述观测洞和开挖洞之间的间距为三倍的开挖洞的宽度；所述开挖洞在平面方向上包含a区、b区、c区以及布置在a区、b区、c区两端的消除端墙效应区，所述开挖洞在竖直方向上从上至下依次包含I区、II区和III区，所述开挖洞a区开挖I区，所述开挖洞b区开挖I区、II区，所述开挖洞c区开挖I区、II区和III区。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本实用新型的优选技术方案：所述观测洞为城门洞型断面，所述开挖洞为矩形断面。

作为本实用新型的优选技术方案：所述观测洞断面的尺寸为30 m长×3 m宽×3 m高，所述开挖洞断面的尺寸为50 m长×5 m宽×10 m高。

作为本实用新型的优选技术方案：所述声波钻孔的孔径为70~90 mm。

本实用新型提供一种柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构，通过预设9条声波钻孔，且在开挖洞a区开挖I区，在开挖洞b区开挖I区、II区，在开挖洞c区开挖I区、II区和III区，以保证全过程捕捉柱状节理玄武岩开挖卸荷过程，并且通过a区、b区和c区开挖量的不同达到模拟不同卸荷程度的目的，并且还可以直接建立起两者的定量表达关系，为工程现场的开挖量设计、岩体松弛深度评价提供了有力的技术手段。

附图说明

图1为本实用新型所提供的柱状节理玄武岩卸荷松弛效应原位测试结构的平面布置图；