[发明专利]一种预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程的方法

说明书

本发明公开了一种预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程的方法，包括获取水库一个运行周期内的物理和化学环境特征；获取岩石试块；基于物理环境特征确定室内湿干交替试验的干燥时间；基于化学环境特征确定室内湿干交替试验的湿化时间；化学溶液基于化学环境特征配置；将岩石试块置于化学溶液中，根据湿化时间和干燥时间进行室内湿干交替试验；对岩石试块开展三轴抗压试验，获取岩石试块力学参数；绘制力学参数随着湿干交替次数增加的变化曲线并进行函数拟合得到函数关系；基于函数关系预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程。该方法提高了室内模拟库水湿干交替作用的精细度，考虑了库水的物理化学作用，获得的结果较为精确，可以为实际工程借鉴。

技术领域

本发明涉及消落带岩石劣化预测领域，具体涉及一种预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程的方法。

背景技术

水库蓄水运行后会周期性蓄洪或泄洪，导致水位周期性升降，形成消落带。消落带内的岩体长期处于周期性湿干交替变化的环境中。这种周期性的湿干交替作用能引起岸坡岩体的宏观力学强度发生劣化，导致岸坡发生变形，甚至诱发岸坡的失稳和已有工程加固措施的变形破坏。因此，对水库运行期消落带岩石强度劣化进程进行预测可以提前对水库岸坡进行针对性加固，阻止岸坡失稳的发生。

目前对水库运行期消落带岩石强度劣化进程进行评价的手段以室内岩石的湿干交替试验为主，但是该试验不能严格模拟试件的长期浸泡过程和自然干燥过程，导致获得的结果不具备代表性。此外，考虑到水库的水位变化经历时间较长，在实验室内对库水作用下的湿化与干燥过程进行模拟需要花几年甚至更长的时间，效率低下。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程的方法，解决背景技术中提出的至少一个技术问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程的方法，所述方法包括：

获取水库一个运行周期内的物理环境特征和化学环境特征；

获取岩石试块；

基于所述物理环境特征确定室内湿干交替试验的干燥时间；

确定消落带岩石在库水浸泡下和在化学溶液浸泡下的等效时间，即室内湿干交替试验的湿化时间；所述化学溶液基于所述化学环境特征进行配置；

将所述岩石试块置于所述化学溶液中，根据所述湿化时间和干燥时间进行室内湿干交替试验；在每次湿干交替作用后，对所述岩石试块开展三轴抗压试验，并获取所述岩石试块的力学参数；

基于所述岩石试块的力学参数的变化绘制力学参数随着湿干交替次数增加的变化曲线并进行函数拟合，得出岩石试块的力学参数与湿干交替作用次数之间的函数关系；

基于所述函数关系预测水库运行期消落带岩石强度劣化进程。

优选的，基于所述物理环境特征确定室内湿干交替试验的干燥时间的具体步骤为：

确定消落带岩石在自然干燥状态下和室内干燥状态下的等效时间，所述等效时间即为室内湿干交替试验的干燥时间；

所述室内干燥的条件基于所述物理环境特征确定；

优选的，所述物理环境特征包括库水位、风速、气温、水压力和消落带岸坡应力；

所述化学环境特征包括库水中含有的离子类型、库水含有的离子含量和pH值。

优选的，所述岩石试块的获取地点选择与消落带岩石处于同一岩层且未受到库水湿干交替作用的位置。

优选的，所述岩石试块为圆柱形试样，且尺寸为直径50mm、高100mm。